República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental Nacional de la Fuerza Armada

Núcleo: Carabobo Extensión: la Isabelica

Aglomerantes

Profesor: Integrantes:

Ing. Ramón Hernández Alcides Paz C.I.19.934.703

Materiales y Ensayos Marielis Villegas C.I.18.470.412

Oriana Rivas C.I. 19.297.441

Nelson Guerrero C.I.19.771.680

Sección: I-001-N

Ingeniería Civil

Valencia abril de 2011

1

Índice

Introducción.....................................................................................................3

Aglomerantes...................................................................................................4

El Yeso............................................................................................................4

Obtención del yeso..........................................................................................5

Proceso de fabricación....................................................................................6

Tipos de yeso...................................................................................................8

Cal...................................................................................................................9

Clasificación de las cales...............................................................................10

Cemento........................................................................................................12

El proceso de fabricación del cemento..........................................................12

Componentes del cemento............................................................................15

Clasificación de cemento...............................................................................20

Tipos de cemento..........................................................................................22

Características importantes...........................................................................28

ANEXOS........................................................................................................30

Bibliografía.....................................................................................................34

2

Introducción

Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales que, en estado

natural y con consistencia variable, tienen la propiedad de poderse moldear,

adherirse fácilmente a otros materiales y de unirlos entre sí, protegerlos,

endurecerse y alcanzar resistencias mecánicas considerables. Estos

materiales son de vital importancia en la construcción, para formar parte de

casi todos los elementos de la misma

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Aglomerantes

Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales que, en estado

pastoso y con consistencia variable, tienen la propiedad de poderse moldear,

de adherirse fácilmente a otros materiales, de unirlos entre sí, protegerlos,

endurecerse y alcanzar resistencias mecánicas considerables.

Estos materiales son de vital importancia en la construcción, para formar

parte de casi todos los elementos de la misma.

Clasificación de materiales aglomerantes.

Los materiales aglomerantes se clasifican en:

− Materiales aglomerantes pétreo, como pueden ser yeso, cal, magnesia,

ente otros.

− Materiales aglomerantes hidráulicos como pueden ser el cemento, cal

hidráulica, hormigón, baldosa hidráulica, ect...

− Materiales aglomerantes hidrocarbonados como pueden ser alquitrán,

betún, entre otros.

El Yeso

Es un producto preparado a partir de una piedra natural denominada

aljez (sulfato de calcio dihidrato: CaSO4· 2H2O), mediante deshidratación, al

que puede añadirse en fábrica determinadas adiciones de otras sustancias

químicas para modificar sus características de fraguado, resistencia,

adherencia, retención de agua y densidad, que una vez amasado con agua,

puede ser utilizado directamente. También, se emplea para la elaboración de

materiales prefabricados. El yeso, como producto industrial, es sulfato de

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calcio hemihidrato (CaSO4·½H2O), también llamado vulgarmente "yeso

cocido". Se comercializa molido, en forma de polvo. Una variedad de yeso,

denominada alabastro, se utiliza profusamente, por su facilidad de tallado,

para elaborar pequeñas vasijas, estatuillas y otros utensilios.

El yeso puro es un mineral blanco (aljez), pero debido a impurezas puede

tornarse gris, castaño o rosado. Se denomina sulfato de calcio dihidratado y

su estructura cristalina está constituida por dos moléculas de agua y por una

de sulfato de Calcio, de formula química.

Se presenta en cristales tabulares exfoliables en láminas, generalmente

incoloros. Tiene una dureza de 2 en la escala de Mohs.

Su color generalmente varía de blanco a blanco grisáceo, sin embargo,

puede tener diversas tonalidades de amarillo, rojizo, castaño, azul grisáceo,

rosa o amarillo como consecuencia de impurezas; es suave y plástico; a

altas temperaturas de calcinación pierde toda el agua.

Obtención del yeso

La materia prima para la obtención del yeso es el carbonato cálcico, que

sufre los siguientes procesos:

1º - Calcinación: Se lleva a un horno rotativo en el que se calienta a una

temperatura en la que se obtiene una fusión parcial del carbonato durante

unas cuatro horas. Con este proceso se elimina el agua que contenga

(deshidratación).

2º - Molienda: Se muele para dejarlo pulverizado y se empaqueta.

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3º - Utilización: Se le añade agua y se remueve, dejándolo reposar hasta que

espese y después se aplica sobre la superficie deseada.

Existe gran variedad de yesos que se obtienen por cocción del yeso natural a

diferentes temperaturas, en hornos fijos o rotativos, de funcionamiento

continuo o discontinuo. Estos productos se muelen en diferentes

proporciones hasta alcanzar la finura deseada.

El yeso también se usa para la confección de elementos prefabricados

(paneles, placas, elementos decorativos).

Se distinguen los yesos gruesos y los yesos finos para la construcción, los

yesos para prefabricados, los yesos para proyección, los yesos hidrófugos y

los yesos especiales contra incendios.

El estuco es una mezcla de yeso y cola que puede colorearse de modo que

se asemeje al mármol.

Proceso de fabricación

1. Extracción de la roca.

Como se ha mencionado la extracción de la roca de yeso se hace

generalmente por medios mecánicos, cuando el material se encuentra en

estado puro se consume menos energía. Cuando el material presenta

impurezas que le aumentan su grado de dureza se requiere de mayor

energía, llegando a emplearse pólvora para facilitar la extracción, en este

caso la etapa de trituración posterior se facilita más.

6

2. Trituración.

La piedra extraída del banco de yeso se tritura por medio de trituradoras de

quijada para reducirla a fragmentos de tamaño adecuado para someter el

material a una molienda posterior.

3. Molienda.-

La finalidad de la molienda es la de reducir el yeso triturado a partículas muy

finas con el objeto de facilitar la deshidratación del material, para esto se

emplean molinos de rodillos.

4.- Cocción.-

La cocción se realiza en hornos verticales donde el material molido se

deshidrata fácilmente. Las moléculas de agua se desprenden a temperaturas

cercanas a los 175°C. El agua en forma de vapor sale por la parte superior

del horno y el producto cocido se extrae por la parte inferior.  A  medida  que 

la  temperatura  de  cocción  es  mayor,  se  logran  obtener  yesos  con

diferentes propiedades. La finura del yeso también influye en la calidad del

yeso, de manera que entre más fino es el yeso mejor es su calidad en el

moldeo de piezas o en los trabajos de decoración.

5.- Almacenaje y envasado.-

El proceso de deshidratación al que se somete a la roca de yeso pulverizada

hace que el material cocido tienda a absorber moléculas de agua del medio

ambiente, por lo que es necesario almacenarlo en silos perfectamente

impermeables. Generalmente anexo al silo se tiene el sistema de envasado,

donde por gravedad se llenan los sacos de papel de 25 Kg de peso, el yeso

se acostumbra a comercializar en este tipo de presentación.

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Tipos de yeso

1. Yeso Grueso de Construcción

Constituido fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato y

anhidrita II artificial con la posible incorporación de aditivos

reguladores del fraguado.

Uso: para pasta de agarre en la ejecución de tabicados en

revestimientos interiores y como conglomerante auxiliar en obra.

2. Yeso Fino de Construcción

Constituido fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato y

anhidrita II artificial con la posible incorporación de aditivos

reguladores del fraguado.

Uso: para enlucidos, refilos o blanqueos sobre revestimientos

interiores (guarnecidos o enfoscados)

3. Yeso de Prefabricados

Constituido fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato y

anhidrita II artificial con mayor pureza y resistencia que los yesos de

construcción YG e YF

Uso: para la ejecución de elementos prefabricados para tabiques.

4. Escayola, designada

Constituida fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato con la

posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado con una

resistencia mínima a flexotracción de 30 kp/cm².

8

Uso: en la ejecución de elementos prefabricados para tabiques y

techos.

5. Escayola Especial

Constituida fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato con la

posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado con una

resistencia mínima a flexotracción de 35 kp/cm²

Uso: en trabajos de decoración, en la ejecución de elementos

prefabricados para techos y en la puesta en obra de estos elementos.

Cal

El óxido de calcio, cal o cal viva, es un compuesto químico de fórmula

Ca O . Esta palabra interviene en el nombre de otras sustancias, como por

ejemplo la «cal apagada» o «cal muerta», que es hidróxido de calcio,

Ca(OH)2.

Se obtiene de la piedra caliza o de la arcilla. Cuando sale del horno se le

denomina cal viva. Puede ser hidráulica o no-hidráulica. La cal hidráulica

tiene propiedades similares al cemento, fragua cuando se le añade el agua y

desprende calor mientras se expande. La cal no-hidráulica se puede utilizar

directamente en el proyecto, aunque se recomienda humedecerla 24 horas

antes de iniciar el trabajo, para elaborar pasta de cal.

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Clasificación de las cales

Cales aéreas:

Según la norma UNE 41.067 “cal aérea para construcción. Clasificación.

Características”, se define como el material aglomerante que está constituido

de óxido cálcico o hidróxido de calcio y que tiene la propiedad de

endurecerse en el aire, después de amasarla con agua por la acción del

anhídrido carbónico.

Según sea el material calcinado y los contenidos en óxido de calcio y óxido

de magnesio, se obtienen los dos grupos siguientes:

Tipo de cal CaO + MgO (mínima) CO2 (máxima)

Cal aérea I 90% 5%

Cal aérea II 60% 5%

NOTA: cuando el contenido del MgO es mayor del 5% sobre muestra

calcinada se considera cal aérea dolomítica.

Cales hidráulicas:

Según la norma UNE 41.068 “cal hidráulica para construcción. Clasificación.

Características”, se define como el material aglomerante, polvoriento y

parcialmente hidratado, que se obtiene calcinando calizas que contienen

sílice y aluminio, a una temperatura casi de fusión, para que se forje óxido

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cálcico libre necesario para permitir su hidratación y, al mismo tiempo, deje

cierta cantidad de silicatos de calcio anhídridos, que dan al polvo sus

características hidráulicas. Las cales hidráulicas, después de amasarlas con

agua, se endurecen en el aire y también en agua, siendo esta última

propiedad las que la caracterizan, se clasifican en:

Tipo de calSiO2 + Al2O3 + Fe2O3

(mínimo)CO2 (máximo)

Cal hidráulica I 20% 5%

Cal hidráulica II 15% 5%

Cal hidráulica III 10% 5%

NOTA: si el contenido de óxido magnésico no es mayor del 5% sobre

muestra calcinada se denomina cal hidráulica de bajo contenido de

magnesio, y si es mayor del 5% se denomina cal hidráulica de alto contenido

de magnesio o cal hidráulica dolomítica.

Aplicaciones

Morteros de cal, es una combinación entre cal, arena fina y agua. Se

ha utilizado como mortero de cemento. Es preferible el mortero de cal

en la mampostería, ya que, su coeficiente de dilatación es más

parecido al coeficiente de la piedra. Se denomina mortero bastardo, al

mortero fabricado con dos aglomerantes normalmente con el cemento

o con el yeso.

Pasta de cal, es una combinación entre cal y agua, se utiliza en

revocos y en lucidos. Se ha utilizado en temperaturas cálidas.

11

Pinturas de cal, más diluida la cal (agua más cal), se utiliza por dos

propiedades: en exteriores porque refleja la radiación solar; en

interiores por su facilidad de fabricación, y tiene una ventaja y es que

tiene la característica de desinfectar. La pintura de cal se aplica con

cepillo.

Cemento

Se denomina cemento a un conglomerante formado a partir de una

mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la

propiedad de endurecer al contacto con el agua. Mezclado con agregados

pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y

plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea,

denominada hormigón (en España y el Caribe hispano) o concreto (en

México y Sudamérica). Su uso está muy generalizado en construcción e

ingeniería civil.

El proceso de fabricación del cemento

Se inicia con la explotación de los yacimientos de materia prima, en tajo

abierto.

El material resultante de la voladura es transportado en camiones para su

trituración, los mismos que son cargados mediante palas o cargadores

frontales de gran capacidad.

12

La trituración de la roca, se realiza en dos etapas, inicialmente se procesa en

una chancadora primaria, del tipo cono que puede reducirla de un tamaño

máximo de 1.5 m hasta los 25 cm. El material se deposita en un parque de

almacenamiento. Seguidamente, luego de verificar su composición química,

pasa a la trituración secundaria, reduciéndose su tamaño a 2 mm

aproximadamente.

El material triturado se lleva a la planta propiamente dicha por cintas

transportadoras, depositándose en un parque de materias primas. En

algunos casos se efectúa un proceso de pre-homogeneización.

La siguiente etapa comprende la molienda, por molinos de bolas o por

prensas de rodillos, que producen un material de gran finura. En este

proceso se efectúa la selección de los materiales, de acuerdo al diseño de la

mezcla previsto, para optimizar el material crudo que ingresará al horno,

considerando el cemento de mejores características.

El material molido debe ser homogeneizado para garantizar la efectividad del

proceso de clinkerización mediante una calidad constante. Este

procedimiento se efectúa en silos de homogeneización. El material resultante

constituido por un polvo de gran finura debe presentar una composición

química constante.

La harina cruda es introducida mediante sistema de transporte neumático y

debidamente dosificada a un intercambiador de calor por suspensión de

gases de varias etapas, en la base del cual se instala un moderno sistema de

precalcinación de la mezcla antes de la entrada al horno rotatorio donde se

13

desarrollan las restantes reacciones físicas y químicas que dan lugar a la

formación del clinker. El intercambio de calor se produce mediante

transferencias térmicas por contacto íntimo entre la materia y los gases

calientes que se obtienen del horno, a temperaturas de 950 a 1,100°C en un

sistema de 4 a 6 ciclones en cascada, que se encuentran al interior de una

torre de concreto armado de varios pisos, con alturas superiores a los cien

metros.

El horno es el elemento fundamental para la fabricación del cemento. Está

constituido por un tubo cilíndrico de acero con longitudes de 40 a 60 m y con

diámetros de 3 a 6 m, que es revestido interiormente con materiales

refractarios, en el horno para la producción del cemento se producen

temperaturas de 1,500 a 1,600°C, dado que las reacciones de clinkerización

se encuentra alrededor de 1,450°C. El clinker que egresa al horno de una

temperatura de 1,200 °C pasa luego a un proceso de enfriamiento rápido por

enfriadores de parrilla. Seguidamente por transportadores metálicos es

llevado a una cancha de almacenamiento.

Desde este depósito y mediante un proceso de extracción controlada, el

clinker es conducido a la molienda de cemento por molinos de bolas a

circuito cerrado o prensas de rodillos con separadores neumáticos que

permiten obtener una finura de alta superficie específica. El cemento así

obtenido es transportado por medios neumáticos para depositarse en silos

donde se encuentra listo para ser despachado.

El despacho del cemento portland que produce la planta, se realiza en bolsas

de 42,5 Kg como a granel.

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Desde este depósito y mediante un proceso de extracción controlada, el

clinker es conducido a la molienda de cemento por molinos de bolas a

circuito cerrado o prensas de rodillos con separadores neumáticos que

permiten obtener una finura de alta superficie específica. El cemento así

obtenido es transportado por medios neumáticos para depositarse en silos

donde se encuentra listo para ser despachado. El despacho del cemento

portland que produce la planta, se realiza en bolsas de 42,5 Kg como a

granel.

Componentes del cemento

Descripción de los componentes

Caliza (L)

Especificaciones:

CaCO3 >= 75% en masa.

Contenido de arcilla < 1,20 g/100 g.

Contenido de carbono orgánico total TOC) <= 0,50% en masa.

Caliza (LL)

Especificaciones:

CaCO3 >= 75% en masa.

Contenido de arcilla < 1,20 g/100 g.

Contenido de carbono orgánico total TOC) <= 0,20% en masa.

Cenizas volantes calcáreas (W)

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Las cenizas volantes se obtienen por precipitación electrostática o

mecánica de partículas pulverulentas arrastradas por los flujos

gaseosos de hornos alimentados con carbón pulverizado. La ceniza

volante calcárea es un polvo fino que tiene propiedades hidraúlicas y/o

puzolánicas.

Composición: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos.

Especificaciones:

CaO reactivo > 10,0% en masa si el contenido está entre el

10,0% y el 15,0% las cenizas volantes calcáreas con más del

15,0% tendrán una resistencia a compresión de al menos 10,0

Mpa a 28 días

SiO2 reactivo >= 25%

Expansión estabilidad) <= 10 mm

Pérdida por calcinación <= 5,0% en masa si está entre el 5,0%

y 7,0% en masa (pueden también aceptarse, con la condición

de que las exigencias particulares de durabilidad, y

principalmente en lo que concierne a la resistencia al hielo, y la

ompatibilidad con los aditivos, sean cumplidas conforme a las

normas o reglamentos en vigor para hormigones o morteros en

los lugares de utilización)

Cenizas volantes silíceas (V)

Las cenizas volantes se obtienen por precipitación electrostática o

mecánica de partículas pulverulentas arrastradas por los flujos

gaseosos de hornos alimentados con carbón pulverizado. La ceniza

volante silícea es un polvo fino de partículas esféricas que tiene

propiedades puzolánicas.

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Composición química: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos.

Especificaciones:

(SiO2) reactivo >= 25%

CaO reactivo < 10,0% en masa

CaO libre < 1,0% en masa si el contenido es superior al 1,0%

pero inferior al 2,5% es también aceptable con la condición de

que el requisito de la expansión (estabilidad) no sobrepase los

10 mm

Pérdida por calcinación < 5,0% en masa si el contenido está

entre el 5,0% y 7,0% en masa pueden también aceptarse, con

la condición de que las exigencias particulares de durabilidad, y

principalmente en lo que concierne a la resistencia al al hielo, y

la compatibilidad con los aditivos, sean cumplidas conforme a

las normas o reglamentos en vigor para hormigones o morteros

en los lugares de utilización.

Clínker (K)

El clínker de cemento portland es un material hidráulico que se

obtiene por sintetización de una mezcla especificada con precisión de

materias primas (crudo, pasta o harina).

Composición química: CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos.

Especificaciones:

(CaO)/(SiO2) >= 2,0

MgO <= 5,0%

3CaO.SiO2 + 2CaO.SiO2 >= 2/3

Clínker Aluminato de Calcio

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El clínker de cemento de aluminato de calcio es un material hidráulico

que se obtiene por fusión o sinterización de una mezcla homogénea

de materiales aluminosos y calcáreos conteniendo elementos,

normalmente expresados en forma de óxidos, siendo los principales

los óxidos de aluminio, calcio y hierro (Al2O3, CaO, Fe2O3), y pequeñas

cantidades de óxidos de otros elementos (SiO2, TiO2, S=, SO3, Cl-,

Na2O, K2O, etc.). El componente mineralógico fundamental es el

aluminato monocálcico (CaO Al2O3).

Escoria granulada de horno alto (S)

La escoria granulada de horno alto se obtiene por enfriamiento rápido

de una escoria fundida de composición adecuada, obtenida por la

fusión del mineral de hierro en un horno alto.

Composición química: CaO, SiO2, MgO, Al2O3 y otros compuestos.

Especificaciones:

Fase vítrea >= 2/3

CaO + MgO + SiO2 >= 2/3

CaO + MgO)/SiO2) > 1,0

Esquistos calcinados (T)

El esquisto calcinado, particularmente el bituminoso, se produce en un

horno especial a temperaturas de aproximadamente 800ºC y

finamente molido presenta propiedades hidráulicas pronunciadas,

como las del cemento Portland, así como propiedades puzolánicas.

Composición: SiO2, CaO, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos.

Especificaciones:

Resistencia a compresión a 28 días >= 25,0 MPa

La expansión estabilidad) <= 10 mm

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NOTA: Si el contenido en sulfato SO3 del esquisto calcinado excede el

límite superior permitido para el contenido de sulfato en el cemento,

esto debe tenerse en cuenta por el fabricante del cemento reduciendo

convenientemente los constituyentes que contienen sulfato de calcio.

Humo de Sílice (D)

El humo de Sílice se origina por la reducción de cuarzo de elevada

pureza con carbón en hornos de arco eléctrico, para la producción de

silicio y aleaciones de ferrosilicio, y consiste en partículas esféricas

muy finas.

Especificaciones:

SiO2) amorfo >= 85%

Pérdida por calcinación <= 4,0% en masa

Superficie específica BET) >= 15,0 m2/g

Puzolana natural (P)

Las puzolanas naturales son normalmente materiales de origen

volcánico o rocas sedimentarias de composición silícea o silico-

aluminosa o combinación de ambas, que finamente molidos y en

presencia de agua reaccionan para formar compuestos de silicato de

calcio y aluminato de calcio capaces de desarrollar resistencia.

Composición química: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3, CaO y otros

compuestos.

Especificaciones: SiO2 reactiva > 25%

Puzolana natural calcinada (Q)

Las puzolanas naturales calcinadas son materiales de origen

volcánico, arcillas, pizarras o rocas sedimentarias activadas por

tratamiento térmico.

19

Composición química: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3, CaO y otros

compuestos.

Especificaciones: SiO2 reactiva > 25%

Clasificación de cemento

1. cemento portland: (también denominado como cemento tipo 1-RTCR, y

que cumple con las especificaciones físicas de la norma ASTM C150 para el

cemento tipo 1) cemento hidráulico producido al pulverizar clinker y una o

más formas de sulfato de calcio como adición de molienda.

2. cemento hidráulico modificado con puzolana; cemento tipo

MP-RTCR: cemento hidráulico que consiste en una mezcla homogénea de

clinker, yeso y puzolana (y otros componentes minoritarios), producido por

molienda conjunta o separada.

3. cemento hidráulico modificado con escoria; cemento MS-RTCR:

cemento hidráulico que consiste en una mezcla homogénea de clinker, yeso

y escoria granulada de alto horno (y otros componentes minoritarios),

producido por molienda conjunta o separada.

4. cemento hidráulico de uso general; cemento tipo UG-RTCR: cemento

hidráulico que consiste en una mezcla homogénea de clinker, yeso y otros

componentes minerales producido por molienda conjunta o separada.

20

5. modificaciones: Los cementos indicados en esta norma, pueden incluir

las siguientes modificaciones, opcionales, las cuales deberán ser indicadas

en su empaque respectivo

5.1 A: cemento hidráulico con resistencia al congelamiento (mediante

dispersión de burbujas de aire en el concreto producido).

5.2 AR: cemento hidráulico de alta resistencia inicial.

5.3 AS: cemento hidráulico de alta resistencia a los sulfatos.

5.4 BL: cemento blanco. Aquel cemento que cumpla con un índice de

blancura superior a 85 en el parámetro *L, de acuerdo a la norma UNE

80305:2001 (establecida por las coordenadas CIELAB).

5.5 BH: cemento hidráulico de bajo calor de hidratación (en caso de

requerirse una mayor cantidad de puzolana debe estar adecuadamente

indicada, así como debe existir una especificación aprobada por el cliente).

5.6 BR: cemento hidráulico de baja reactividad a los agregados reactivos a

los álcalis (deben cumplir con los parámetros para baja reactividad a los

agregados reactivos a los álcalis).

5.7 MH: cemento hidráulico de moderado calor dehidratación.

5.8 MS: cemento hidráulico de resistencia moderada a los sulfatos

6. cemento de albañilería; cemento para mortero: cemento hidráulico,

usado principalmente en albañilería o en preparación de mortero el cual

consiste en una mezcla de cemento hidráulico o tipo Portland y un material

que le otorga plasticidad (como caliza, cal hidráulica o hidratada) junto a

otros materiales introducidos para aumentar una o más propiedades, tales

como el tiempo de fraguado, trabajabilidad, retención de agua y durabilidad.

Este cemento debe cumplir con la norma ASTM C-91 (cemento de

albañilería) y ASTM C-1329 (cemento para mortero) en su última

21

Tipos de cemento

Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:

1. de origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en

proporción 1 a 4 aproximadamente;

2. de origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen

orgánico o volcánico.

Existen diversos tipos de cemento, diferentes por su composición, por sus

propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y

usos.

Desde el punto de vista químico se trata en general de una mezcla de

silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos a través del cocido de calcáreo,

arcilla y arena. El material obtenido, molido muy finamente, una vez que se

mezcla con agua se hidrata y solidifica progresivamente. Puesto que la

composición química de los cementos es compleja, se utilizan terminologías

específicas para definir las composiciones.

El cemento portland

El tipo de cemento más utilizado como aglomerante para la preparación del

hormigón o concreto es el cemento portland.

22

Producto que se obtiene por la pulverizacion del clinker portland con la

adición de una o más formas de sulfato de calcio. Se admite la adición de

otros productos siempre que su inclusión no afecte las propiedades del

cemento resultante. Todos los productos adicionales deben ser pulverizados

conjuntamente con el clinker. Cuando el cemento portland es mezclado con

el agua, se obtiene un producto de características plásticas con propiedades

adherentes que solidifica en algunas horas y endurece progresivamente

durante un período de varias semanas hasta adquirir su resistencia

característica.

Con el agregado de materiales particulares al cemento (calcáreo o cal) se

obtiene el cemento plástico, que fragua más rápidamente y es más

fácilmente trabajable. Este material es usado en particular para el

revestimiento externo de edificios.

Normativa

La calidad del cemento portland deberá estar de acuerdo con la norma

ASTM C 150. En Europa debe estar de acuerdo con la norma EN 197-1. En

España los cementos vienen regulados por la Instrucción para recepción de

cementos RC-08, aprobada por el Real Decreto 956/2008 de 6 de junio.

Cementos portland especiales

Los cementos portland especiales son los cementos que se obtienen de la

misma forma que el portland, pero que tienen características diferentes a

causa de variaciones en el porcentaje de los componentes que lo forman.

Portland férrico

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El portland férrico está caracterizado por un módulo de fundentes de 0,64.

Esto significa que este cemento es muy rico en hierro. En efecto se obtiene

introduciendo cenizas de pirita o minerales de hierro en polvo. Este tipo de

composición comporta por lo tanto, además de una mayor presencia de

Fe2O3, una menor presencia de 3CaOAl2O3 cuya hidratación es la que

desarrolla más calor. Por este motivo estos cementos son particularmente

apropiados para ser utilizados en climas cálidos. Los mejores cementos

férricos son los que tienen un módulo calcáreo bajo, en efecto estos

contienen una menor cantidad de 3CaOSiO2, cuya hidratación produce la

mayor cantidad de cal libre (Ca(OH)2). Puesto que la cal libre es el

componente mayormente atacable por las aguas agresivas, estos cementos,

conteniendo una menor cantidad, son más resistentes a las aguas agresivas.

Cementos blancos

Contrariamente a los cementos férricos, los cementos blancos tienen un

módulo de fundentes muy alto, aproximadamente 10. Estos contienen por lo

tanto un porcentaje bajísimo de Fe2O3. EI color blanco es debido a la falta del

hierro que le da una tonalidad grisácea al Portland normal y un gris más

oscuro al cemento ferrico. La reducción del Fe2O3 es compensada con el

agregado de fluorita (CaF2) y de criolita (Na3AlF6), necesarios en la fase de

fabricación en el horno.para bajar la calidad del tipo de cemento que hoy en

día hay 4: que son tipo I 52,5, tipo II 52,5, tipo II 42,5 y tipo II 32,5;también

llamado pavi) se le suele añadir una adición extra de caliza que se le llama

clinkerita para rebajar el tipo, ya que normalmente el clinker molido con yeso

sería tipo I

Cementos de mezclas

24

Los cementos de mezclas se obtienen agregando al cemento Portland

normal otros componentes como la puzolana. El agregado de estos

componentes le da a estos cementos nuevas características que lo

diferencian del Portland normal.

Cemento puzolánico

Se denomina puzolana a una fina ceniza volcánica que se extiende

principalmente en la región del Lazio y la Campania, su nombre deriva de la

localidad de Pozzuoli, en las proximidades de Nápoles, en las faldas del

Vesubio. Posteriormente se ha generalizado a las cenizas volcánicas en

otros lugares. Ya Vitrubio describía cuatro tipos de puzolana: negra, blanca,

gris y roja.

Mezclada con cal (en la relación de 2 a 1) se comporta como el cemento

puzolánico, y permite la preparación de una buena mezcla en grado de

fraguar incluso bajo agua.

Esta propiedad permite el empleo innovador del hormigón, como ya habían

entendido los romanos: El antiguo puerto de Cosa fue construido con

puzolana mezclada con cal apenas antes de su uso y colada bajo agua,

probablemente utilizando un tubo, para depositarla en el fondo sin que se

diluya en el agua de mar. Los tres muelles son visibles todavía, con la parte

sumergida en buenas condiciones después de 2100 años.

La puzolana es una piedra de naturaleza ácida, muy reactiva, al ser muy

porosa y puede obtenerse a bajo precio. Un cemento puzolánico contiene

aproximadamente:

55-70% de clinker Portland

25

30-45% de puzolana

2-4% de yeso

Puesto que la puzolana se combina con la cal (Ca(OH)2), se tendrá una

menor cantidad de esta última. Pero justamente porque la cal es el

componente que es atacado por las aguas agresivas, el cemento puzolánico

será más resistente al ataque de éstas. Por otro lado, como el 3CaOAl2O3

está presente solamente en el componente constituido por el clinker

Portland, la colada de cemento puzolánico desarrollará un menor calor de

reacción durante el fraguado. Este cemento es por lo tanto adecuado para

ser usado en climas particularmente calurosos o para coladas de grandes

dimensiones.

Se usa principalmente en elementos en las que se necesita alta

impermeabilidad y durabilidad.

Cemento siderúrgico

La puzolana ha sido sustituida en muchos casos por la ceniza de carbón

proveniente de las centrales termoeléctricas, escoria de fundiciones o

residuos obtenidos calentando el cuarzo. Estos componentes son

introducidos entre el 35 hasta el 80%. El porcentaje de estos materiales

puede ser particularmente elevado, siendo que se origina a partir de silicatos,

es un material potencialmente hidráulico. Esta debe sin embargo ser activada

en un ambiente alcalino, es decir en presencia de iones OH-. Es por este

motivo que debe estar presente por lo menos un 20 % de cemento Portland

normal. Por los mismos motivos que el cemento puzolanico, el cemento

siderurgico también tiene buena resistencia a las aguas agresivas y

desarrolla menos calor durante el fraguado. Otra característica de estos

26

cementos es su elevada alcalinidad natural, que lo rinde particularmente

resistente a la corrosión atmosférica causada por los sulfatos.

Tiene alta resistencia química, de ácidos y sulfatos, y una alta temperatura al

fraguar.

Cemento de fraguado rápido

El cemento de fraguado rápido, también conocido como "cemento romano ó

prompt natural", se caracteriza por iniciar el fraguado a los pocos minutos de

su preparación con agua. Se produce en forma similar al cemento Portland,

pero con el horno a una temperatura menor (1.000 a 1.200 °C).[1] Es

apropiado para trabajos menores, de fijaciones y reparaciones, no es

apropiado para grandes obras porque no se dispondría del tiempo para

efectuar una buena colada. Aunque se puede iniciar el fraguado controlado

mediante retardantes naturales (E-330) como el ácido cítrico, pero aun así si

inicia el fraguado aproximadamente a los 15 minutos (a 20 °C). La ventaja es

que al pasar aproximadamente 180 minutos de iniciado del fraguado, se

consigue una resistencia muy alta a la compresión (entre 8 a 10 MPa), por lo

que se obtiene gran prestación para trabajos de intervención rápida y

definitivos. Hay cementos rápidos que pasados 10 años, obtienen una

resistencia a la compresión superior a la de algunos hormigones armados

(mayor a 60 MPa).

Cemento aluminoso

El cemento aluminoso se produce a partir principalmente de la bauxita con

impurezas de óxido de hierro (Fe2O3), óxido de titanio (TiO2) y óxido de silicio

(SiO2). Adicionalmente se agrega calcáreo o bien carbonato de calcio. El

cemento aluminoso, también llamado «cemento fundido», por lo que la

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temperatura del horno alcanza hasta los 1.600 °C y se alcanza la fusión de

los componentes. El cemento fundido es colado en moldes para formar

lingotes que serán enfriados y finalmente molidos para obtener el producto

final.

El cemento aluminoso tiene la siguiente composición de óxidos:

35-40% óxido de calcio

40-50% óxido de aluminio

5% óxido de silicio

5-10% óxido de hierro

1% óxido de titanio

Por lo que se refiere a sus reales componentes se tiene:

60-70% CaOAl2O3

10-15% 2CaOSiO2

4CaOAl2O3Fe2O3

2CaOAl2O3SiO2

Por lo que se refiere al óxido de silicio, su presencia como impureza tiene

que ser menor al 6 %, porque el componente al que da origen, es decir el

(2CaOAl2O3SiO2) tiene pocas propiedades hidrófilas (poca absorción de

agua).

Características importantes

Buena resistencia al ataque químico.

Resistencia a temperaturas elevada. Refractario.

Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Conversión

interna.

28

Se ha de evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la

porosidad.

Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotérmico.

Está prohibido el uso de cemento aluminoso en hormigón pretensado. La

vida útil de las estructuras de hormigón armado es más corta.

El fenómeno de conversión (aumento de la porosidad y caída de la

resistencia) puede tardar en aparecer en condiciones de temperatura y

humedad baja.

El proyectista debe considerar como valor de cálculo, no la resistencia

máxima sino, el valor residual, después de la conversión, y no será mayor de

40 N/mm2.

Se recomienda relaciones A/C ≤ 0,4, alta cantidad de cemento y aumentar

los recubrimientos (debido al pH más bajo).

29

ANEXOS

30

Proceso de fabricación del Yeso

31

Fabricación del Cemento

32

Conclusiones

En construcción hay que tener muy en cuenta a un elemento que

forma parte de la mezcla del concreto y que determina variaciones en esta, el

cual debe ser incorporado en la cantidad exacta de acuerdo al fabricante y a

los cálculos de ingeniería, estamos hablando de los aglomerantes. Las

mezclas ricas en aglomerante, por encima de los límites de proporción

indicados que posean además la característica de contener un menor

volumen de agregados, tienen la característica de tener poca trabajabilidad

en estado fresco, y como resultado pueden mostrar fisuras en estado

endurecido debido a la contracción natural de fragüe del aglomerante

demasiado concentrado; esto se debe a que una de las funciones del

agregado es la de incorporar masa a la mezcla, con los cual se disminuyen

los efectos de contracción de fragüe, al reducir la concentración del

aglomerante. Por su parte mezclas más pobres en aglomerante, por debajo

de los límites de proporción indicados que conllevan intrínsecamente un

mayor volumen de agregados, se separarán en estado fresco, no formando

de esta manera una masa homogénea, con lo cual en estado endurecido, no

presentarán resistencia ni adherencia.

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Bibliografía

http://www.elconstructorcivil.com/2011/01/proceso-de-fabricacion-del-

yeso.html

http://www.yesosespecializados.com/yeso-fabricacion.html

http://www.catalcement.eudata.be/epub/easnet.dll/execreq/page?

eas:dat_im=001BFB&eas:template_im=001BFB

http://www.ieca.es

http://www.etsimo.oniavi.es

http://www.imcye.com

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