Download - Uso y aplicaciones del cemento
Cementos, Materias Primas y Derivados.
2014 ASTUTE-BUSINESS,S.L
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.
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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
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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).
1. Resumen Histórico del cemento
Historia del cemento
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• 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).
1. Resumen Histórico del cemento
Historia del cemento
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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.
1. Resumen Histórico del cemento
Historia del cemento
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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
Historia del cemento
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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.
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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
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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
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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)
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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)
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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
3. TIPOS DE CEMENTOS
CEM I 52,5 R
Cemento común
Alta resistencia inicial
Tipo Resistencia a 28 días en N/mm2
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Los siete productos de la familia de los cementos comunes resistentes a los sulfatos
3. TIPOS DE CEMENTOS
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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
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3. TIPOS DE CEMENTOS
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
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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….
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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
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Accesibilidad: REGIÓN DE MURCIA
Fábrica de Abanilla
Accesibilidad 4. FACTORES QUE
INFLUYEN
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EHE-08: Artículo 26. Cementos. Tabla 26
El tipo de hormigón (HM-HA-HP) 4. FACTORES
QUE INFLUYEN
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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
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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
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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
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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
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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
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¿Por qué la restricción en el contenido de C3A?
NORMATIVA: Prescripciones técnicas y nomenclatura
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4. FACTORES QUE
INFLUYEN
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Tabla 8.2.3b Clasificación de la agresividad química.
Cementos para clases específicas
4. FACTORES QUE
INFLUYEN
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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
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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
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Futuros cementos 5.FUTUROS CEMENTOS
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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
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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
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¡¡Gracias por su atención!!
CRISÓBAL MELGAREJO BELANDO Director de Calidad ASTUTE-BUSINESS,S.L