TIPO DE CEMENTOSTIPO DE CEMENTOS

TIPO DE CEMENTOS

INTRODUCCI脫N

Los materiales cementantes son materiales aglomerantes que tienen las propiedades de adherencia y cohesi贸n requeridas para unir fragmentos minerales entre s铆, formando una masa s贸lida continua, de resistencia y durabilidad adecuadas.

Dentro de esta categor铆a, adem谩s de los cementos propiamente dichos, se encuentran materiales empleados con menos frecuencia como las cales, los asfaltos y los alquitranes.
Para fabricar hormig贸n estructural se utilizan 煤nicamente los聽cementos hidr谩ulicos聽(utilizan agua para reaccionar qu铆micamente y adquirir sus propiedades cementantes durante los procesos de endurecimiento inicial y fraguado). Entre los diferentes cementos hidr谩ulicos destaca, por su uso extendido, el聽cemento Portland, existiendo adem谩s los聽cementos naturales聽y los聽cementos con alto contenido de al煤mina.
El cemento es un material inorg谩nico finamente pulverizado, que si al agregarle agua, ya sea s贸lo o mezclado con arena, grava u otros materiales similares, tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso bajo el agua, en virtud de reacciones qu铆micas durante la hidrataci贸n y que una vez endurecido conserva su resistencia y estabilidad.

TIPOS DE CEMENTO

Definici贸n:聽
La ASTM define al Cemento Portland en la norma C 150 como 芦cemento hidr谩ulico (cemento que no s贸lo endurece al reaccionar con agua, sino tambi茅n constituye un producto resistente al agua) producido por pulverizaci贸n de clinker, que consiste esencialmente de silicatos de calcio hidr谩ulicos, que normalmente contiene una o m谩s de las formas de calcio sulfato como adici贸n. El clinker son n贸dulos (di谩metros, 0.2-1.0 pulgada [5.25 mm]) de un material sinterizado que se produce cuando una mezcla cruda de la composici贸n predeterminada se calienta a alta temperatura.聽El bajo costo y amplia disponibilidad de la piedra caliza, esquistos, y otros materiales de origen natural hace del cemento portland uno de los materiales de menor costo ampliamente utilizado durante el siglo pasado en todo el mundo.

El cemento de Portland es un t茅rmino gen茅rico con el que se denomina casi todo el cemento moderno. La historia del cemento portland debe su nombre y origen a un alba帽il brit谩nico llamado Jos茅 Aspdin. En la d茅cada de 1820s, Aspdin llev贸 a cabo una b煤squeda de un material que pudiera ser una alternativa al cemento natural o romano (derivado de la ceniza volc谩nica y de otros minerales) sus experimentaciones llevaron al descubrimiento y patentado del cemento de Portland. El nombre de Aspdin para su invenci贸n respondi贸 a dos prop贸sitos por un lado lo distingui贸 del cemento romano, que existi贸 por siglos pero tambi茅n era un trabajo de comercializaci贸n, el concreto hecho de su nuevo cemento se asemej贸 a una piedra para edificios muy valorada, sacada en la isla de Portland.

Materias primas necesarias para su fabricaci贸n聽las materias primas del Cemento Portland se dividen en auxiliares y principales. Las auxiliares (apostadoras) son: Bauxitas, Arenas, Caolines, Piritas, Cenizas y Puzolanas, Esquisto, Pizarras, etc… Ahora bien las principales, son las Calizas, estas son muy puras o margosas, las Arcillas (margosas o normales) y las Margas (calizas, normales o arcillosas). Este cemento en si, es el producto resultante de la uni贸n homog茅nea de arcilla y caliza, estas al ser sometidas al calor y llev谩ndola hasta un principio de fusi贸n o sinterizaci贸n dan lugar a un producto llamado clinker; de all铆 aparece el Portland ya que al mezclar el clinker con una cantidad de yeso inferior al 3% (como retardador de fraguado), y molido da como producto este tipo de cemento (Portland).

Composici贸n qu铆mica y mineral贸gica

Composici贸n qu铆mica del cemento Portland:

Oxido de calcio (CaO)…………………………………………………………… 聽聽聽聽聽聽聽聽 聽60-70%
Di贸xido de silicio (incluyendo 5% de s铆lice libre) (Si O2)………聽 19-24%
Tri贸xido de aluminio (Al3O3)………………………………………………….. 聽聽聽聽聽聽聽 聽聽4-7 %
Oxido f茅rrico (Fe2O3)…………………………………………………………….. 聽聽聽聽聽聽聽 聽聽2-6 %
Oxido de magnesio (MgO)………………………………………………………. 聽聽聽聽聽聽聽聽聽聽聽 <5%
Una vez que el agua y el cemento se mezclan para formar la pasta cementante, se inicia una serie de reacciones qu铆micas que en forma global se designan como hidrataci贸n del cemento. Estas reacciones se manifiestan inicialmente por la rigidizaci贸n gradual de la mezcla, que culmina con su fraguado, y contin煤an para dar lugar al endurecimiento y adquisici贸n de resistencia mec谩nica en el producto.

Aun cuando la hidrataci贸n del cemento es un fen贸meno sumamente complejo, existen simplificaciones que permiten interpretar sus efectos en el concreto. Con esto admitido, puede decirse que la composici贸n qu铆mica de un clinker portland se define convenientemente mediante la identificaci贸n de cuatro compuestos principales, cuyas variaciones relativas determinan los diferentes tipos de cemento portland:
Compuesto F贸rmula del 贸xido Notaci贸n abreviada
Silicato tric谩lcico 3CaO SiO2 C3S
Silicato dic谩lcico 2CaO SiO2 C2S
Aluminato tric谩lcico 3CaO A1203 C3A
Aluminoferritotetrac谩lcico 4CaO A1203 Fe203 C4AF
En t茅rminos pr谩cticos se concede que los silicatos de calcio (C3S y C2S) son los compuestos m谩s deseables, porque al hidratarse forman los silicatoB hidratados de calcio (S-H-C) que son responsables de la resistencia mec谩nica 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 adquisici贸n de resistencia se realice en forma sostenida.聽El aluminato tric谩lcico (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 hidrataci贸n en el concreto.

Asimismo, su聽presencia聽en el cemento hace al concreto m谩s susceptible de sufrir da帽o por efecto del ataque de sulfatos. Por todo ello, se tiende a limitarlo en la medida que es聽compatible聽con el uso del cemento.

Finalmente, el aluminoferritotetrac谩lcico es un compuesto relativamente inactivo pues contribuye poco a la resistencia del concreto, y su presencia m谩s bien es 煤til como fundente durante la calcinaci贸n del clinker y porque favorece la hidrataci贸n de los otros compuestos.

Tipos de Cemento Portland聽

Clasificaci贸n de los cementos seg煤n ASTM聽

La norma ASTM C 150 establece ocho diferentes tipos de cemento, de acuerdo a los usos y necesidades del mercado de la construcci贸n:

Tipo, nombre y aplicaci贸n

  • I: Normal
  • IA: Normal. Uso general, con inclusor de aire.

Para uso general, donde no son requeridos otros tipos de cemento. Este tipo de cemento es de uso general, y se emplea cuando no se requiere de propiedades y caracter铆sticas especiales que lo protejan del ataque de factores agresivos como sulfatos, cloruros y temperaturas originadas por calor de hidrataci贸n.聽Entre los usos donde se emplea este tipo de cemento est谩n: pisos, pavimentos, edificios, estructuras, elementos prefabricados.

  • II: Moderado.
  • IIA: Moderado. Igual que el tipo II, pero con inclusor de aire.

Para uso general y adem谩s en construcciones donde existe un moderado ataque de sulfatos o se requiera un moderado calor de hidrataci贸n. El cemento Portland tipo II se utiliza cuando es necesario la protecci贸n contra el ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuber铆as de drenaje, siempre y cuando las concentraciones de sulfatos sean ligeramente superiores a lo normal, pero sin llegar a ser severas (En caso de presentarse concentraciones mayores se recomienda el uso de cemento Tipo V, el cual es altamente resistente al ataque de los sulfatos).

Genera normalmente menos calor que el cemento tipo I, y este requisito de moderado calor de hidrataci贸n puede especificarse a opci贸n del comprador. En casos donde se especifican l铆mites m谩ximos para el calor de hidrataci贸n, puede emplearse en obras de gran volumen y particularmente en climas c谩lidos, en aplicaciones como muros de contenci贸n, pilas, presas, etc. La Norma ASTM C 150 establece como requisito opcional un m谩ximo de 70 cal/g a siete d铆as para este tipo de cemento.

  • III: Altas resistencias.
  • IIIA: Altas resistencias. Mismo uso que el tipo III, con aire incluido.

Para uso donde se requieren altas resistencias a edades tempranas. Este tipo de cemento desarrolla altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7 d铆as. Esta propiedad se obtiene al molerse el cemento m谩s finamente durante el proceso de molienda. Su utilizaci贸n se debe a necesidades espec铆ficas de la construcci贸n, cuando es necesario retirar cimbras lo m谩s pronto posible o cuando por requerimientos particulares, una obra tiene que ponerse en servicio muy r谩pidamente, como en el caso de carreteras y autopistas.

  • IV: Bajo calor de hidrataci贸n.

Para uso donde se requiere un bajo calor de hidrataci贸n. El cemento Portland tipo IV se utiliza cuando por necesidades de la obra, se requiere que el calor generado por la hidrataci贸n sea mantenido a un m铆nimo. El desarrollo de resistencias de este tipo de cemento es muy lento en comparaci贸n con los otros tipos de cemento. Los usos y aplicaciones del cemento tipo IV est谩n dirigidos a obras con estructuras de tipo masivo, como por ejemplo grandes presas.

La hidrataci贸n inicia en el momento en que el cemento entra en contacto con el agua; el endurecimiento de la mezcla da principio generalmente a las tres horas, y el desarrollo de la resistencia se logra a lo largo de los primeros 30 d铆as, aunque 茅ste contin煤a aumentando muy lentamente por un per铆odo mayor de tiempo聽en la fabricaci贸n del cemento se utilizan normalmente calizas de diferentes tipos, arcillas, aditivos -como el mineral de fierro cuando es necesario- y en ocasiones materiales silicosos y aluminosos.

Estos materiales son triturados y molidos finamente, para luego ser alimentados a un horno rotatorio a una temperatura de 1,400 grados cent铆grados y producir un material nodular de color verde oscuro denominado clinker.

  • V: Resistente a la acci贸n de los sulfatos.

Para uso general y adem谩s en construcciones donde existe un alto ataque de sulfatos.
Cementos Hidr谩ulicos Mezclados

Estos cementos han sido desarrollados debido al inter茅s de la industria por la conservaci贸n de la energ铆a y la econom铆a en su producci贸n.聽La norma ASTM C 595 reconoce la existencia de cinco tipos de cementos mezclados:

  • Cemento Portland de escoria de alto horno – Tipo IS.El cemento Portland de escoria de alto horno se puede emplear en las construcciones de concreto en general. Para producir este tipo de cemento, la escoria del alto horno se muele junto con el clinker de cemento Portland, o puede tambi茅n molerse en forma separada y luego mezclarse con el cemento. El contenido de escoria var铆a entre el 25 y el 70% en peso.
  • Cemento Portland puzolana – Tipo IP y Tipo P.El cemento Portland IP puede ser empleado en construcciones en general y el tipo P se utiliza en construcciones donde no sean necesarias resistencias altas a edades tempranas. El tipo P se utiliza normalmente en estructuras masivas, como estribos, presas y pilas de cimentaci贸n. El contenido de puzolana de estos cementos se sit煤a entre el 15 y el 40 % en peso.
  • Cemento de escoria – Tipo S.

El cemento tipo S, de escoria, se usa com煤nmente en donde se requieren resistencias inferiores. El contenido m铆nimo de escoria es del 70% en peso del cemento de escoria.

  • Cemento Portland modificado con puzolana – Tipo I (PM):

El cemento Portland tipo I (PM), modificado con puzolana, se emplea en todo tipo de construcciones de concreto. El cemento se fabrica combinando cemento Portland o cemento Portland de escoria de alto horno con puzolana fina. Esto se puede lograr:

1)聽 Mezclando el cemento Portland con la puzolana

2) Mezclando el cemento Portland de escoria de alto horno con puzolana
3) Moliendo conjuntamente el clinker de cemento con la puzolana
4) Por medio de una combinaci贸n de molienda conjunta y de mezclado.
El contenido de puzolana es menor del 15% en peso del cemento terminado.

  • Cemento Portland modificado con escoria – Tipo I (SM).

El cemento Portland modificado con escoria, TIPO I (SM), se puede emplear en todo tipo de construcciones de concreto. El contenido m谩ximo de escoria es del 25% del peso del cemento de escoria.

A todos los cementos mezclados arriba mencionados, se les puede designar la inclusi贸n de aire agregando el sufijo A, por ejemplo, cemento TIPO S-A.聽Adem谩s, en este tipo de cementos, la norma establece como requisito opcional para los cementos tipo I (SM), I (PM), IS, IP y los denominados con sufijo MS o MH lo siguiente: moderada resistencia a los sulfatos y/o moderado calor de hidrataci贸n y en caso del tipo P y PA, moderada resistencia a los sulfatos y/o bajo calor de hidrataci贸n.

La Norma ASTM C 1157 establece los requisitos de durabilidad para los cementos hidr谩ulicos cuando se utilicen en aplicaciones especiales o para uso general. Por ejemplo, donde se requieran altas resistencias tempranas, moderada a alta resistencia a los sulfatos, moderado o bajo calor de hidrataci贸n y opcionalmente baja reactividad con los agregados reactivos a los 谩lcalis.

Cementos Especiales聽

Cementos para Pozos Petroleros聽

Estos cementos, empleados para sellar pozos petroleros, normalmente est谩n hechos de clinker de cemento Portland. Generalmente deben tener un fraguado lento y deben ser resistentes a temperaturas y presiones elevadas. El Instituto Americano del Petr贸leo (American PetroleumInstitute) establece especificaciones (API 10-A) para nueve clases de cemento para pozos (clases A a la H). Cada clase resulta aplicable para su uso en un cierto rango de profundidades de pozo, temperaturas, presiones y ambientes sulfatados. Tambi茅n se emplean tipos convencionales de cemento Portland con los aditivos adecuados para modificar el cemento.

Cementos Pl谩sticos聽

Los cementos pl谩sticos se fabrican a帽adiendo agentes plastificantes, en una cantidad no mayor del 12% del volumen total, al cemento Portland de TIPO I 贸 II durante la operaci贸n de molienda. Estos cementos com煤nmente son empleados para hacer morteros y aplanados.

Cementos Portland Impermeabilizados

El cemento Portland impermeabilizado usualmente se fabrica a帽adiendo una peque帽a cantidad de aditivo repelente al agua como el estearato de sodio, de aluminio, u otros, al clinker de cemento durante la molienda final.

Otros Tipos de Cementos聽

Cementos de Alba帽iler铆a聽

Estos son cementos hidr谩ulicos dise帽ados para emplearse en morteros, para construcciones de mamposter铆a.

Est谩n compuestos por alguno de los siguientes: cemento Portland, cemento Portland puzolana, cemento Portland de escoria de alto horno, cemento de escoria, cal hidr谩ulica y cemento natural. Adem谩s, normalmente contienen materiales como cal hidratada, caliza, creta, talco o arcilla.

La trabajabilidad, resistencia y color de los cementos de alba帽iler铆a se mantienen a niveles uniformes gracias a los controles durante su manufactura. Aparte de ser empleados en morteros para trabajos de mamposter铆a, pueden utilizarse para argamasas y aplanados, mas nunca se deben emplear para elaborar concreto.

Cementos Expansivos聽

El cemento expansivo es un cemento hidr谩ulico que se expande ligeramente durante el per铆odo de endurecimiento a edad temprana despu茅s del fraguado. Debe satisfacer los requisitos de la especificaci贸n ASTM C 845, en la cual se le designa como cemento tipo E.

Com煤nmente se reconocen tres variedades de cemento expansivo:

E-1(K) contiene cemento Portland, trialuminosulfatotetrac谩lcicoanh铆dro, sulfato de calcio y 贸xido de calcio sin combinar.

E-1(M) contiene cemento Portland, cemento de aluminato de calcio y sulfato de calcio.
E-1(S) contiene cemento Portland con un contenido elevado de aluminato tric谩lcico y sulfato de calcio.

Cemento Portland Blanco聽

El cemento Portland blanco difiere del cemento Portland gris 煤nicamente en el color. Se fabrica conforme a las especificaciones de la norma ASTM C 150, normalmente con respecto al tipo I 贸 tipo III; el proceso de manufactura, sin embargo, es controlado de tal manera que el producto terminado sea blanco. El cemento Portland blanco es fabricado con materias primas que contienen cantidades insignificantes de 贸xido de hierro y de manganeso, que son las sustancias que dan el color al cemento gris.
El cemento blanco se utiliza para fines estructurales y para fines arquitect贸nicos, como muros precolados, aplanados, pintura de cemento, paneles para fachadas, pegamento para azulejos y como concreto decorativo.

Clasificaci贸n de Cementos Portland seg煤n NMX聽

En M茅xico la clasificaci贸n de los cementos Portland est谩 dada de acuerdo a la norma NMX-C-414-ONNCCE-1999.
Cemento Portland Ordinario:

El Cemento Portland Ordinario es excelente para construcciones en general, zapatas, columnas, trabes, castillos, dalas, muros, losas, pisos, pavimentos, guarniciones, banquetas, muebles municipales (Bancas, mesas, fuentes, escaleras), etc.

Ideal para la elaboraci贸n de productos prefabricados (Tabicones, adoquines, bloques, postes de luz, lavaderos, balaustradas, pilteas etc.

Cemento Portland Compuesto:

Presenta excelente durabilidad en prefabricados para alcantarillados y a los concretos les proporciona una mayor resistencia qu铆mica y menor desprendimiento de calor.

Este cemento es compatible con todos los materiales de construcci贸n convencionales como arenas, gravas, piedras, cantera, m谩rmol, etc.; as铆 como con los pigmentos (preferentemente los que resisten la acci贸n solar) y aditivos, siempre que se usen con los cuidados y dosificaciones que recomienden sus fabricantes.

Cemento Portland Puzol谩nico:

Ideal para la construcci贸n de zapatas, pisos, columnas, castillos, dalas, muros, losas, pavimentos, guarniciones, banquetas, muebles municipales (Bancas, mesas, fuentes, escaleras), etc.

Especialmente dise帽ado para la construcci贸n sobre suelos salinos. El mejor para obras expuestas a ambientes qu铆micamente agresivos.

Alta durabilidad en prefabricados para alcantarillados como brocales para pozos de visita, coladeras pluviales, registros y tuber铆a para drenaje.

Cemento Portland Ordinario Blanco:

Excelente para obras ornamentales o arquitect贸nicas como fachadas, monumentos, l谩pidas, barandales, escaleras, etc.

Gran rendimiento en la producci贸n de mosaicos, terrazos, balaustradas, lavaderos, W.C. rurales, tiroles, pegazulejos, junteadores, etc.

En fachadas y recubrimiento de muros, ahorra gastos de repintado. Este producto puede pigmentarse con facilidad; para obtener el color deseado se puede mezclar con los materiales de construcci贸n convencionales, siempre y cuando est茅n libres de impurezas. Por su alta resistencia a la compresi贸n tiene los mismos usos estructurales que el cemento gris.

Cemento Portland Ordinario Resistente a los Sulfatos:

El Cemento Portland Ordinario Resistente a los sulfatos proporciona mayor resistencia qu铆mica para concretos en contacto con aguas o suelos agresivos (aguas marinas, suelos con alto contenido de sulfatos o sales), recomendable para la construcci贸n de presas, drenajes municipales y todo tipo de obras subterr谩neas

Cemento para Alba帽iler铆a (Morteros):

Dise帽ado especialmente para trabajos de alba帽iler铆a: junteo o pegado de bloques, tabiques, ladrillos, piedra y mamposter铆a; aplanado, entortado, enjarres, repellados y resanes; firmes, plantillas y banquetas. No debe utilizarse en la construcci贸n de elementos estructurales.

TIPOS DE CEMENTO YURA

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PROCESO PRODUCTIVO

Extracci贸n de materias primas

La materia prima para la elaboraci贸n del cemento (caliza, yeso, puzolana) se extrae de canteras, y luego de pasar por un proceso de triturado, son llevadas en camiones a la planta de cemento.

Recepci贸n y almacenamiento de materias primas

Una vez en la planta de cemento, las materias primas son calsificadas y almacenadas hasta que son requeridas en el proceso productivo.

Molienda de materias primas

Una vez definida la dosificaci贸n de las meterias primas se muelen en molinos de rodillos o de bolas obteni茅ndose en ellos un polvo fino, que se almacena en silos de crudo.

Clinkerizaci贸n

En la etapa de clinkerizaci贸n, es donde se producen las reacciones qu铆micas m谩s importantes del proceso. El crudo es calcinado en el horno rotatorio a temperatura entre 1400 a 1500 掳C, transform谩ndose en un nuevo material llamado clinker, el cual debe ser enfriado r谩pidamente al salir del horno.

Mollienda de cemento

El clinker, junto con otras adiciones como yeso 贸 puzolana, es mmolido en molinos de bolas, reduci茅ndolo a un polvo fino para obtener cemento, qye es almacenado en silos.

  • Envasado

El cemento es llevado del silo de almacanamiento a la ensacadora y una vez en sacos se pasa a formar pallets, que ser谩n despachados posteriormente.

Despacho

A partir de los silos de almacenamiento, el cemento que no es ensacado, puede ser cargado directamente en camiones graneleros (bombonas). El cemento ensacado puede ser transportado en vagones de tren o en camiones.

 

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3 comentarios en 芦TIPOS DE CIMENTACIONES PROFUNDAS Y SUPERFICIALES禄

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