Uso y aplicaciones del cemento

Cementos, Materias Primas y Derivados.

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El Cemento Usos y Aplicaciones del cemento

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Índice

1. 2. 3. 4. ACCESIBILIDAD. CLASE DE EXPOSICIÓN. CIRCUNSTANCIAS DE HORMIGONADO. LAS APLICACIONES.

RESUMEN HISTÓRICO DEL CEMENTO.

PROCESO DE FABRICACIÓN.

TIPOS DE CEMENTO.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ELECCIÓN DEL TIPO DE CEMENTO:

FUTUROS CEMENTOS. 5.

6. CONSIDERACIONES FINALES SOBRE LA RESISTENCIA DEL CEMENTO.


El cemento ha sido y sigue siendo el principal material de construcción empleado por la humanidad, puesto que los cementos pórtland y sus derivados están formados, básicamente, por una mezcla de calizas, Arcillas y Yesos, que son minerales muy abundantes en la naturaleza.

1. Resumen Histórico del cemento

Historia del cemento


5.000 a.C. Norte de Chile: Conglomerante hidráulico compuesto de algas calcinadas (huiro).

Egipcios: Morteros de yeso y cal, ej Piramide de Giza (2500 a.C).




• Romanos: Descubren un cemento mezclando cenizas volcánicas de Puzzuoli con cal viva (Cemento de puzolana)

• Panteón de Roma: Agripa 27 a.C. Reconstruido por Adriano 120 d.C. Cúpula de 44 m de luz , se empleó hormigón (puzolanas + cal + áridos ligeros).




Después de la civilización Romana se pierde su uso y resurge en el siglo XVIII con los trabajos del ingeniero JOHN SMEATON al reconstruir en 1758 el faro de Eddystone descubre que los morteros con puzolana y caliza con alto % de arcilla dan los mejores resultados.

El primer padre del cemento fue el gran investigador LOIS VICAT a el se debe el actual proceso de fabricación que propuso 1817. Mezcla de calizas y arcillas molidas conjuntamente.




En 1824: JOSEPH ASPDIN, constructor de Leeds, da el nombre de cemento Portland y lo patenta. (Material pulverilento que amasado con agua y arena endurecía).

En 1845: ISAAC JOHNSON produce un cemento moderno a escala industrial. Consigue Tª altas para la CLINKERIZACIÓN (mezcla Arcilla y caliza como mat Prima).

Entre 1870-1880: MICHAELIS y LE CHATELIER aportan investigaciones fundamentales para el desarrollo del cemento portland.

1900: Se imponen los cementos portland en las obras de construcción .

1. Resumen Historico del cemento



Obtención de materias primas:

Caliza y marga: aporta CaO

Arcilla y pizarra: aporta SiO, Al2O3, Fe2O3

Conseguir composición óxidos metálicos para el clinker

2. PROCESO DE

FABRICACIÓN Vía Húmeda, Semi-Húmeda, Seca.


EXTRACCIÓN MAT.PRIMA

PREPARACIÓN DE MATERIAS PRIMAS

ALMACENAJE Y HOMOGENIZACIÓN

MOLIENDA Y SECADO DE CRUDO

COCCIÓN DEL CRUDO ENFRIAMIENTO

Fabricación Clinker. 2. PROCESO DE

FABRICACIÓN

Rotary KilnCyclone

Preheater

Clinker Cooler


Composición de Clínker

COMPONENTES PRINCIPALES.

Silicato tricálcico: (C3S) 60-70%

Silicato bicálcico: (C2S) 15-30%

Aluminato tricálcico: (C3A) 5-15%

Ferrito aluminato tetracálcico: (C4AF) 7-15%

Componentes secundarios de CLK.

Otros: Cal libre(Cao); Magnesio(MgO); Alcalinos (K2O,Na2O).

Formación en distintas etapas y temperaturas del proceso de cocción.

Desarrollan sus resistencias de manera diferente.

Contribución diferente a la resistencia final.

Compuestos exotérmicos en su hidratación.

2. PROCESO DE

FABRICACIÓN


clínker

adiciones

yeso

2. PROCESO DE

FABRICACIÓN Proceso de Fabricación del Cemento (MOLIENDA)

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2. PROCESO DE

FABRICACIÓN Proceso de Fabricación del Cemento (MOLIENDA)


3. TIPOS DE CEMENTOS

Tabla 1-Los 27productos de la familia de los cementos comunes EN 197-1:2011 Escoria Humo Esquistos

H. Alto Sílice Natural Nat. Calcinada Silíceas Cálcáreas Calcinados

K S D2) P Q V W T L LLCEM I Cemento Portland CEM I 95 - 100 - - - - - - - - - 0 - 5

CEM II/A-S 80 - 94 6-20 - - - - - - - - 0 - 5CEM II/B-S 65 - 79 21-35 - - - - - - - - 0 - 5

Cemento Portland con Humo de sílice CEM II/A-D 90 - 94 - 6-10 - - - - - - - 0 - 5

CEM II/A-P 80 - 94 - - 6-20 - - - - - - 0 - 5CEM II/B-P 65 - 79 - - 21-35 - - - - - - 0 - 5CEM II/A-Q 80 - 94 - - - 6-20 - - - - - 0 - 5CEM II/B-Q 65 - 79 - - - 21-35 - - - - 0 - 5

CEM II CEM II/A-V 80 - 94 - - - - 6-20 - - - - 0 - 5CEM II/B-V 65 - 79 - - - - 21-35 - - - - 0 - 5CEM II/A-W 80 - 94 - - - - - 6-20 - - - 0 - 5CEM II/B-W 65 - 79 - - - - - 21-35 - - - 0 - 5CEM II/A-T 80 - 94 - - - - - - 6-20 - - 0 - 5CEM II/B-T 65 - 79 - - - - - - 21-35 - - 0 - 5CEM II/A-L 80 - 94 - - - - - - - 6-20 - 0 - 5CEM II/B-L 65 - 79 - - - - - - - 21-35 - 0 - 5

CEM II/A-LL 80 - 94 - - - - - - - - 6-20 0 - 5CEM II/B-LL 65 - 79 - - - - - - - - 21-35 0 - 5CEM II/A-M 80 - 94 <---------------------------------------------- 6 - 20 -------------------------------------------> 0 - 5CEM II/B-M 65 - 79 <---------------------------------------------- 21 - 35 -------------------------------------------> 0 - 5CEM III/A 35 - 64 36-65 - - - - - - - - 0 - 5

CEM III CEM III/B 20 - 34 66-80 - - - - - - - - 0 - 5CEM III/C 5 - 19 81-95 - - - - - - - - 0 - 5CEM IV/A 65 - 89 - <-------------------- 11 - 35 ------------------------> - - - 0 - 5CEM IV/B 45 - 64 - <-------------------- 36 - 55 ------------------------> - - - 0 - 5CEM V/A 40 - 64 18-30 - <-------- 18-30 --------> - - - - 0 - 5CEM V/B 20 - 38 31-50 - <-------- 31-50 --------> - - - - 0 - 5

Componentes

Minoritarios

Cemento Portland con Caliza

Cemento Portland Compuesto 3)

Clínker

Cemento Portland con Puzolana

Cemento Portland con Ceniza Volante

Cemento Portland con esquisto calcinado

Puzolana Cenizas Volantes

Cemento Portland con escoria

CEM IV

CEM V Cemento Compuesto 3)

COMPONENTES PRINCIPALES

CalizaTipos

PrincipalesDesignacuón del los 27 productos

(tipos de cemento comunes)

Cemento con escoria de horno alto

Cemento Puzolánico 3)


Designación de los cementos comunes de la UNE-EN 197-1:2000 y UNE-EN 197-1:2011:

Designación Normalizada

Designación de los cementos comunes resistentes a los sulfatos:

UNE-EN 197-1:2011

CEM I 52,5 R - SR 3

CEM IV/A 32,5 N - SR


CEM I 52,5 R

Cemento común

Alta resistencia inicial

Tipo Resistencia a 28 días en N/mm2


Los siete productos de la familia de los cementos comunes resistentes a los sulfatos



Anexo A de la EN 197-1:2011

V/A (V),V/B (V)

III/A

II/B-V

BS 8500 Reino Unido

II/A-D II/B-M (D,V,S,T,LL) SN EN 206-1 Suiza

V/A III/A

II/A-S; II/B-S, II/A-D, II/A-P, II/B-P, II/A-V, II/B-V UNE 80303-1 España

V/A,V/B

V/A (Q),V/B (Q)

III/A

II/A-L, II/A-LL, II/A-M, II/A-S; II/B-S, II/A-D, II/A-P, II/B-P, II/A-V,II/B-V

NP EN 206-1 Portugal

Tipos de Cemento CEM Normas Nacionales Países miembros del CEN

16


Un cemento Portland con adición de cenizas volantes silícea (V) resistentes a los sulfatos conforme UNE 80303-1. CEM II/A-V 52,5 N UNE-EN 197-1 II/A-V 52,5N /SRC UNE 80303-1


4. FACTORES QUE

INFLUYEN ¿Cuál es el mejor cemento que existe?

¡¡NO EXISTE UN CEMENTO MEJOR QUE OTRO!!

Sino más adecuado o no según diversos factores….


Factores que influyen en la elección del tipo de cemento.

Accesibilidad.

El tipo de hormigón (HM-HA-HP).

Clase de exposición.

Circunstancias de hormigonado.

4. FACTORES QUE

INFLUYEN


Accesibilidad: REGIÓN DE MURCIA

Fábrica de Abanilla

Accesibilidad 4. FACTORES QUE

INFLUYEN


EHE-08: Artículo 26. Cementos. Tabla 26

El tipo de hormigón (HM-HA-HP) 4. FACTORES

QUE INFLUYEN


Clases generales de exposición: ataque a la armadura

Clases específicas de exposición: ataque al hormigón

I interiores

II corrosión por carbonatación

III corrosión por

cloruros marinos

IV corrosión por

cloruros no marinos

Q químico

H heladas

F heladas

con fundentes

E erosión

Clase de exposición. 4. FACTORES

QUE INFLUYEN


No existe riesgo de corrosión de la armadura o no hay armadura

Todos los hormigones en masa: clase general I

Se pueden utilizar todo tipo de cemento (ver aplicación y clima)

Cementos para clase general I

Factores que influyen. 4. FACTORES QUE

INFLUYEN


Factores que influyen

Utilizar cementos que aporten elevada reserva alcalina (portlandita).

capaz de neutralizar la acción del CO2.

Alto contenido C3S y C2S (clinker): CEM I ; CEM II/A ; BL I ; BL II.

Los cementos portland con adición dan mayor impermeabilidad.

Existe riesgo de corrosión de la armadura por CARBONATACION.

El CO2 penetra y reacciona con la Portlandita, perdiendo alcalinidad. el hormigón y favoreciendo la despasivación de la armadura.

Con la presencia de O2 y H2O se produce la corrosión.

Cementos para clase general II (corrosión dif a los cloruros)

4. FACTORES QUE

INFLUYEN


Las sales magnésicas + Tobermorita = Tobermorita magnésica que debilita la

pasta y la unión con el árido

Cementos para clase general III

Los cementos con adición puzolánica y los de adición de escoria presentan

una mayor resistencia a la difusión de cloruros.

CEM II/B-P ; CEM II/B-S ; CEM II/B-V ; CEM III ; CEM IV/A o B ; CEM V ; I MR

Reducir portlandita y tobermorita, es decir C3S y reducir C3A (reducir clinker)

Las sales magnésicas + Portlandita = Brucita (expansiva)

4. FACTORES QUE

INFLUYEN

Uso de cementos MR: Ambientes IIIb y IIIc

Corrosión de la armadura por cloruros de origen marino

TODOS LOS CEMENTOS «SR» SON «MR» PERO NO AL CONTRARIO


Factores que influyen.

Cementos para clase general IV

Se produce la corrosión de las armaduras por cloruros de origen no marino

(sin sulfatos).

Piscinas, superficies expuesta a sales de deshielo, estaciones depuradoras

Necesitamos fijar cloruros y por tanto contenido C3A (clinker).

Atención al tipo de agua en piscinas cercanas a la costa. Si la llenamos con

agua de mar pasamos de ambiente IV a ambiente IIIc+Qb.

4. FACTORES QUE

INFLUYEN


¿Por qué la restricción en el contenido de C3A?

NORMATIVA: Prescripciones técnicas y nomenclatura

26

4. FACTORES QUE

INFLUYEN


Tabla 8.2.3b Clasificación de la agresividad química.

Cementos para clases específicas

4. FACTORES QUE

INFLUYEN


Circunstancias de hormigonado.

Evitar el retraso del fraguado y endurecimiento del hormigón.

Empleo de cementos con elevado calor de hidratación (elevado % clínker)

Tener en consideración la relación superficie/volumen.

CEM I ; CEM II/A-P ; CEM II/A-S ; CEM II/A-V ; CEM IV/A ; BL I.

Mejor a mayor clase resistente 52,5R (+) 32,5N(-).

No descuidar el contenido mínimo de cemento por razones de durabilidad

Hormigonado en tiempo frío.

4. FACTORES QUE

INFLUYEN


Circunstancias de hormigonado

Hormigonado en tiempo caluroso.

Soleamiento, viento y humedad relativa baja.

Los procesos de fraguado y endurecimiento no deben acelerarse.

Desecación rápida por evaporación: retracción plástica (fisuración).

Tener en consideración la relación superficie/volumen.

Empleo de cementos con bajo contenido de clínker: CEM II/B ; CEM IV.

Mejor a menor clase resistente 32,5N ; 32,5R ; 42,5N.

Influye positivamente en contenido mínimo de cemento por durabilidad.

4. FACTORES QUE

INFLUYEN


Futuros cementos 5.FUTUROS CEMENTOS


Consideraciones sobre la resistencia del cemento

Las resistencias mecánicas de los cementos han de ser

congruentes con las exigencias mecánicas de los

hormigones de los que forman parte.

HP, HAR y Prefabricado estructural: 42,5R; 52,5N y

52,5 R.

HA (exigencias mec.medias): 32,5R; 42,5N y 42,5R.

HM (exigencias mec.moderadas): 32,5N.

6.REFLEXIÓN FINAL SOBRE LA RESISTENCIA


Así aseguramos el contenido de cemento exigido por durabilidad,

para que la pasta envuelva a todo el árido protegiendo al

hormigón de agentes agresivos y generando bajo calor de

hidratación reduciendo la retracción y fisuración.

Es preferible emplear una dosificación más alta de un cemento de

clase resistente baja que una dosificación más baja de un cemento

de clase resistente alta.

Es un gran error emplear cementos de clase resistente elevada

para ahorrar contenido de cemento poniendo en peligro la

durabilidad de la estructura.

4. FACTORES QUE

INFLUYEN

Consideraciones sobre la resistencia del cemento


¡¡Gracias por su atención!!

CRISÓBAL MELGAREJO BELANDO Director de Calidad ASTUTE-BUSINESS,S.L

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