CEMENTO

CEMENTO

La visita de esta vez fu la Universidad Nacional Mayor de San Marcos a la Facultad de Educación. Esta construcción será para ambientes administrativos

Datos generales.
Los cementos pertenecen a la clase de materiales denominados AGLOMERADOS HIDRAULICOS. Esta denominación comprende aquellos aglomerados que endurecen una vez mezclados con el agua y al mismo tiempo resisten a esta. El cemento Portland, cemento aluminoso, los cementos metalúrgicos, son típicos representantes de esta clase, mientras, por el contrario, no lo es por ejemplo el yeso de estuco, el cual aunque se endurece con el agua, no resiste a una acción prolongada de este liquido, siendo soluble en ella .Por el contrario, la cal viva endurecida es resistente al agua ,pero dado que su endurecimiento s debido , no a la absorción de agua , sino del anhídrido carbónico, no pertenece al grupo de Aglomerados Hidráulicos.
En ingeniería civil y construcción se denomina cemento a un conglomerante hidráulico que, mezclado con agregados pétreos (árido grueso o grava más árido fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme, manejable y plástica capaz de fraguar y endurecer al reaccionar con el agua y adquiriendo por ello consistencia , el hormigón o concreto.

¿Qué es el cemento?

El cemento es un producto artificial que se obtiene de la transformación de una materia prima, que puede estar compuesta de una mezcla de calizas y otros minerales, o simplemente de calizas. Esta materia prima finamente molida y homogenizada, es llevada a altas temperaturas, a través de un horno, (rotativo o vertical), de donde se obtiene un producto intermedio denominado CLINKER, del cual, al molerse finamente con alrededor de 5% en peso de yeso, se obtiene el CEMENTO.
Los elementos minerales principales que debe contener la materia prima son: el calcio la sílice, el aluminio y el hierro. Ellos se encuentran en forma de óxidos y tienen que estar relacionados entre si en proporciones preestablecidos con el objeto de dar determinadas características, con el objeto de dar determinadas características al clinker que de ellos se obtiene.

Sistema de mezclado del cemento. SISTEMAS DE (FABRICACIÓN).
1.- Por vía seca.- Elegido cuando se trata de materias primas duras (pizarras arcillosas), ejemplo: cruz azul.
2.- Por vía húmeda.- Utilizando cuando se trata de materias primas blandas (barros), ejemplo: tolteca. Calizas con 60-80% de carbonato de calcio, y no mayor de 1.5% de magnesia, arcillas exentas de arena y no menos e 55% de sílice, preferentemente 60-70%.
MEZCLADO
PROCESO POR VIA SECA. Trituración y molienda de calizas y arcillas, con trituradora e mandíbulas y de martillos. Secado con secadores, similares a los hornos rotatorios, sin recubrimiento interior, de 12 a 20 m de largo, 1.20 a 2 m de diámetro, se calienta con carbón o diesel. Dosificación y molienda. En molinos de bolas. En el proceso e vía húmeda, la decantación y tamizado es para separa las materias arenosas y extrañas que contenga (depósitos decantadores). Cocción. En hornos giratorios a temperaturas de 1260° a 1450°C.
Incorporación del yeso. El clinker que sale del horno es llevado a los silos, para regular el fraguado se agrega un 3% de yeso, luego pasan a molienda final y cernido. • Molienda inicial y cernido. En molinos de bolas o de martillos. • Envasado. Por medio de maquinas envasadoras, en sacos de papel de doble forro d 50 kg o a granel. La extracción de las calizas y pizarras arcillosas es por medio de explosivos (barrenos), para fragmentarlas, posteriormente, palas mecánicas y retroexcavadoras a camiones.
TIPOS DE CEMENTO PÓRTLAND ARTIFICIALES.
· CEMENTO TIPO I O NORMAL. Para uso general, cuando el cemento o concreto no esta sujeto al ataque de sulfatos o a elevaciones perjudiciales de temperatura debido al calor generado en la hidratación de uso en pavimentos, edificios de concreto reforzado, etc. Adquiera su máxima resistencia a los 28 días.
· CEMENTO TIPO II O MODERADO. Se usa cuando hay ataque moderado de sulfatos, como en estructuras de drenaje, genera menos calor de hidratación y más despacio que el tipo I, se puede usar para grandes pilas (apoyos fuentes), muros gruesos de contención, etc., es adecuado para climas cálidos, pues no genera mucho calor de hidratación.
· CEMENTO TIPO III O DE RÁPIDO ENDURECIMIENTO. Permite obtener con rapidez elevadas resistencias, usualmente una semana o menos, se usa cuando se tiene que retirar pronto la cimbra o cuando la estructura se debe poner en servicio rápidamente.
· CEMENTO TIPO IV O DE BAJO CALOR DE HIDRATACIÓN. Para usarse donde el grado y la cantidad de calor generado se debe reducir al mínimo, adquiere resistencia más despacio que el tipo I, se puede usar para estructuras de concreto de gran masa, como las grandes presas y en climas cálidos.
· CEMENTO TIPO V O RESISTENTE A LOS SULFATOS. Se usa solamente en concreto sujeto al ataque intenso de los sulfatos; su resistencia aumenta más lentamente que el tipo I.
CALOR DE HIDRATACIÓN. Es el calor generado cuando reacciona químicamente el cemento y el agua, la cantidad de calor generada depende principalmente de composición química del cemento, a la tasa de generación de calor, la afecta la pintura y la temperatura de curado, así como la composición química.

COMPOSICIÓN QUÍMICA

Una vez que el agua y el cemento se mezclan para formar la pasta cementante, se inicia una serie de reacciones químicas que en forma global se designan como hidratación del cemento. Estas reacciones se manifiestan inicialmente por la rigidización gradual de la mezcla, que culmina con su fraguado, y continúan para dar lugar al endurecimiento y adquisición de resistencia mecánica en el producto.
Aun cuando la hidratación del cemento es un fenómeno sumamente complejo, existen simplificaciones que permiten interpretar sus efectos en el concreto. Con esto admitido, puede decirse que la composición química de un clinker portland se define convenientemente mediante la identificación de cuatro compuestos principales, cuyas variaciones relativas determinan los diferentes tipos de cemento portland:
Compuesto Fórmula del óxido Notación abreviada
Silicato tricálcico 3CaO SiO2 C3S
Silicato dicálcico 2CaO SiO2 C2S
Aluminato tricálcico 3CaO A1203 C3A
Aluminoferrito tetracálcico 4CaO A1203 Fe203 C4AF
En términos prácticos se concede que los silicatos de calcio (C3S y C2S) son los compuestos más deseables, porque al hidratarse forman los silicatoB hidratados de calcio (S-H-C) que son responsables de la resistencia mecánica y otras propiedades del concreto. Normalmente, el C3S aporta resistencia a corto y mediano plazo, y el C2S a mediano y largo plazo, es decir, se complementan bien para que la adquisición de resistencia se realice en forma sostenida.
El aluminato tricálcico (C3A) es tal vez el compuesto que se hidrata con mayor rapidez, y por ello propicia mayor velocidad en el fraguado y en el desarrollo de calor de hidratación en el concreto. Asimismo, su presencia en el cemento hace al concreto más susceptible de sufrir daño por efecto del ataque de sulfatos. Por todo ello, se tiende a limitarlo en la medida que es compatible con el uso del cemento.
Finalmente, el aluminoferrito tetracálcico es un compuesto relativamente inactivo pues contribuye poco a la resistencia del concreto, y su presencia más bien es útil como fundente durante la calcinación del clinker y porque favorece la hidratación de los otros compuestos.
Conforme a esas tendencias de carácter general, durante la elaboración del clinker portland en sus cinco tipos normalizados, se realizan ajustes para regular la presencia de dichos compuestos de la siguiente manera:
Tipo Característica Ajuste principal
I Sin características especiales Sin ajustes específicos en este aspecto
II Moderados calor de hidratación y resistencia a los sulfatos Moderado C3A
III Alta resistencia rápida Alto C3S
IV Bajo calor de hidratación Alto C2S, moderado C3A
V Alta resistencia a los sulfatos Bajo C3A
Otro aspecto importante relativo a la composición química del clinker (y del cemento portland) se refiere a los álcalis, óxidos de sodio (Na2O) y de potasio (K2O), cuyo contenido suele limitarse para evitar reacciones dañinas del cemento con ciertos agregados en el concreto. Esto ha dado motivo para el establecimiento de un requisito químico opcional, aplicable a todos los tipos de cemento portland, que consiste en ajustar el contenido de álcalis totales, expresados como Na2o, a un máximo de 0.60 por ciento cuando se requiere emplear el cemento junto con agregados reactivos.
CEMENTOS RECOMENDABLES POR SUS EFECTOS EN EL CONCRETO
Las condiciones que deben tomarse en cuenta para especificar el concreto idóneo y seleccionar el cemento adecuado para una obra, pueden determinarse por la indagación oportuna de dos aspectos principales:
1) las características propias de la estructura y de los equipos y procedimientos previstos para construirla.
2) las condiciones de exposición y servicio del concreto, dadas por las características del medio ambiente y del medio de contacto y por los efectos previsibles resultantes del uso destinado a la estructura.
Existen diversos aspectos del comportamiento del concreto en estado fresco o endurecido, que pueden ser modificados mediante el empleo de un cemento apropiado, para adecuar los a los requerimientos específicos dados por las condiciones de la obra. Las principales características y propiedades del concreto que pueden ser influidas y modificadas por los diferentes tipos y clases de cemento, son las siguientes:

· Cohesión y manejabilidad
· Concreto Pérdida de revenimiento fresco
· Asentamiento y sangrado
· Tiempo de fraguado
· Adquisición de resistencia mecánica
· Concreto Generación de calor endurecido
· Resistencia al ataque de los sulfatos
· Estabilidad dimensional (cambios volumétricos)
· Estabilidad química (reacciones cemento-agregados)
En algunos aspectos la influencia del cemento es fundamental, en tanto que en otros resulta de poca importancia porque existen otros factores que también influyen y cuyos efectos son más notables. No obstante, es conveniente conocer y tomar en cuenta todos los efectos previsibles en el concreto, cuando se trata de seleccionar el cemento apropiado para una obra determinada.

Efectos en el concreto fresco
Cohesión y manejabilidad
La cohesión y manejabilidad de las mezclas de concreto son características que contribuyen a evitar la segregación y facilitar el manejo previo y durante su colocación en las cimbras. Consecuentemente, son aspectos del comportamiento del concreto fresco que adquieren relevancia en obras donde se requiere manipular extraordinariamente el concreto, o donde las condiciones de colocación son difíciles y hacen necesario el uso de bomba o el vaciado por gravedad.
Prácticamente, la finura es la única característica del cemento que puede aportar beneficio a la cohesión y la manejabilidad de las mezclas de concreto, por tanto, los cementos de mayor finura como el portland tipo III o los portland-puzolana serían recomendables en este aspecto. Sin embargo, existen otros factores con efectos más decisivos para evitar que las mezclas de concreto segreguen durante su manejo y colocación. Entre tales factores puede mencionarse la composición granulométrica y el tamaño máximo del agregado, el consumo unitario de cementante, los aditivos inclusores de aire y el diseño de la mezcla de concreto.