UNIVERSIDAD NACIONAL

‘’SAN LUIS GONZAGA’’

DE ICA

FACULTAD INGENIERIA CIVIL

DOCENTE : ING. DANIEL VERGARA LOVERA

ESTUDIANTE : QUISPE PISCONTE MILAGROS

CICLO Y SECCION : III CICLO – ‘’A’’

‘’LA CAL ‘’

‘’CEMENTO

PORTLAND’’

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES

INTRODUCCIONEntre las industrias más importantes para el desarrollo de cualquier país se encuentran las relacionadas con la construcción y, entre ellas se encuentra las de la cal y el cemento, la primera de ellas tiene usos muchos más variados, sin embargo, la del cemento es de vital importancia.En este sentido, puede decirse que la cal es unos de los productos más versátiles por su empleo en distintos sectores, así no solo se usa en la construcción, sino también en la siderúrgica, que es su mayor utilizador, fabricación de azúcar, entre otros.Por otro lado, los cementos son conglomerantes hidráulicos, productos que mezclados con agua forman pastan que fraguan y endurecen, dando lugar a productos hidratados mecánicamente resistentes y estables, tanto en el aire, como bajo el agua.

LA CAL

Propiedades físicas y químicas

Tipos de calProceso de obtenciónProceso de formación

La cal en la construcción

LA CALLa Cal es uno de los aglomerantes más

usados en las mezclas de albañilería porque mejora la trabajabilidad, la

retención de agua y da flexibilidad a las construcciones porque fragua

lentamente.

Numerosas obras arquitectónicas han sido construidas mediante el uso de la

cal, como por ejemplo: el Coliseo Romano, la Muralla China .

Es el producto que se obtiene calcinando la piedra caliza por acción

del calor con una temperatura mayor a 900°C.

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS

NOMBRES

Óxido cálcico

Óxido de calcio (II)

Cal viva

FORMULA SEMI DESARROLLADA

CaO

ESTADO DE AGREGACIÓN

Sólido

DENSIDAD

3300 kg/m3

3,3 g/cm3

PUNTO DE EBULLICIÓN

3.773 K (3.500 °C)

PESO ESPECÍFICO

2,24 g/cm3

PUNTO DE FUSIÓN

3.200 K (2.927 °C)

MASA MOLAR

56,1 g/mol

TIPOS DE CAL

Cal Viva: Se obtiene de la calcinación de la

caliza que al desprender anhídrido carbónico,

se transforma en óxido de calcio. La cal viva

debe ser capaz de combinarse con el agua,

para transformarse de óxido a hidróxido y una

vez apagada (hidratada), se aplique en la

construcción.

Cal hidratada: Se conoce con el nombre

comercial de cal hidratada a la especie

química de hidróxido de calcio.

Cal hidráulica: Cal compuesta

principalmente de hidróxido de calcio, sílica

(SiO2) y alúmina (Al2O3) o mezclas sintéticas

de composición similar. Tiene la propiedad de

fraguar y endurecer incluso debajo del agua.

PROCESO DE OBTENCION Extracción: Se desmonta el área a trabajar y se lleva a cabo el descapote,

posteriormente se barrena aplicando el plan de minado diseñado, se realiza la carga de explosivos y se procede a la voladura primaria, moneo, tumbe y rezagado, carga y acarreo a planta de trituración.

Trituración: Posteriormente es sometida a un proceso de trituración que arrojará como producto trozos de menor tamaño. También puede realizarse unos trituración secundaria cuando se requieren fragmentos de menor tamaño y se tienen hornos rotatorios para calcinar.

Calcinación: La cal es producida por calcinación de la caliza y/o dolomía triturada por exposición directa al fuego en los hornos. En esta etapa las rocas sometidas a calcinación pierden bióxido de carbono y se produce el óxido de calcio (cal viva).

Enfriamiento: Posteriormente se somete a un proceso de enfriamiento para que la cal pueda ser manejada.

Inspección: Se inspecciona cuidadosamente las muestras para evitar piezas de roca sin calcinar.

Cribado: Se somete al cribado con el fin de separar la cal viva en trozo y en guijarros (piedra pequeña, redondeada y lisa) de la porción que pasará por un proceso de trituración y pulverización.

Trituración y pulverización: Se realiza con el objeto de reducir más el tamaño y así obtener cal viva molida y pulverizada, la cual se separa de la que será enviada al proceso de hidratación.

Hidratación: Consiste en agregar agua a la cal viva para obtener la cal hidratada. Envase y embarque: La cal es llevada a una tolva de envase e introducida en sacos

y transportada a través de bandas hasta el medio de transporte que la llevará al cliente.

PROCESO DE FORMACION DE LA CALEl proceso de formación de la cal comienza con la calcinación de piedra caliza, esta libera dióxido de carbono y se convierte en cal viva u oxido de calcio (CaO), esta cal viva es un producto químicamente inestable que al agregarle agua, en el proceso conocido como hidratación, se convierte en hidróxido de calcio Ca(OH)2, comúnmente llamada cal apagada, cal aérea o cal hidratada, este proceso de hidratación o apagado es rápido y libera una gran cantidad de calor. La cal apagada al reaccionar con el CO2 del aire, proceso denominado recarbonatación, vuelve a formar carbonato de calcio adquiriendo las propiedades que poseía originalmente como piedra.

LA CAL EN LA CONSTRUCCION

La Cal es uno de los materiales para construcción más antiguos que se conocen. Las pirámides de Egipto, La Gran Muralla China y nuestras iglesias y haciendas fueron construidas con Cal y han perdurado por siglos. La cal tiene múltiples aplicaciones y usos en la construcción, se ha utilizado tanto para construir, pintar, decorar, tratar suelos y mejorar mezclas asfálticas.La cal es un excelente complemento del cemento y en conjunto, forman el conglomerante ideal para albañilerías, revestimientos y otros usos similares.

CEMENTOPORTLAN

DEl cemento

Tipos de cemento Cemento portlandTipos de cemento

portlandCompuestos principalesRequerimientos físicos y

químicosProceso de fabricaciónAlmacenamiento del

cementoProducción de cementos

peruanos

CEMENTOEn ingeniería civil y construcción se denomina cemento a un aglutinante o aglomerante 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 pétrea, el hormigón o concreto.

TIPOS DE CEMENTO

BASE DE ARCILLAObtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente.

PUZOLANICOS La puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o de origen volcánico.

EL CEMENTO PORTLANDEl cemento Portland es el tipo de cemento más utilizado como ligante para la preparación del hormigón o concreto. El nombre se debe a la semejanza en su aspecto con las rocas encontradas en Portland, una isla del condado de Dorset.

Preparación de la mezcla de las

materias primas

Producción del Clinker

Preparación del cemento

La fabricación del cemento Portland se da en tres fases:

PROCESO DE FABRICACION

La materia prima para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso) se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la dureza y ubicación del material, se aplican ciertos sistemas de explotación y equipos. Una vez extraída la materia prima es reducida a tamaños que puedan ser procesados por los molinos de crudo.

La etapa de homogeneización puede ser por vía húmeda o por vía seca, dependiendo de si se usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales. En el proceso húmedo la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de homogeneización y de allí hasta los hornos en donde se produce el clínker a temperaturas superiores a los 1500 °C. En el proceso seco, la materia prima es homogeneizada en patios de materia prima con el uso de maquinarias especiales. En este proceso el control químico es más eficiente y el consumo de energía es menor, ya que al no tener que eliminar el agua añadida con el objeto de mezclar los materiales, los hornos son más cortos y el clínker requiere menos tiempo sometido a las altas temperaturas.

El clínker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de homogeneización, es luego molido con pequeñas cantidades de yeso para finalmente obtener cemento.

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND

TIPO I. Para uso general de no requiera propiedades

especiales especificadas para cualquier tipo.

TIPO II.Para uso general, y

específicamente cuando se desea moderada

resistencia a los sulfatos

TIPO III.Para ser utilizado

cuando se requiere altas resistencias iniciales.

TIPO IVPara usar cuando se desea bajo calor de

hidratación.

TIPO II (MH).Para uso general, y

específicamente cuando se desea un moderado calor de

hidratación y moderada resistencia

a los sulfatos.

TIPO VPara usar cuando

se desea alta resistencia a los

sulfatos.

CEMENTOS PORTLAND ADICIONADOS

C.P. PUZOLANICOS

C.P. COMPUESTO

C.P. ESCORIA

C. P. Puzolánico Tipo IP Producido mediante molienda conjunta de

Clinker y puzolana (contenido de puzolana:15% - 40%)

C. P. Puzolánico Modificado Tipo I(PM)Producido mediante molienda conjunta de

clinker y puzolana (contenido de puzolana < 15%).

C. P. de Escoria Tipo ISProducido mediante molienda conjunta de Clinker y escoria (contenido de escoria:

25% - 70%).C. P. de Escoria Modificado Tipo I (SM)Producido mediante molienda conjunta de

Clinker y escoria (contenido de escoria < 25%).

CEMENTO PORTLAND COMPUESTO TIPO ICo

Cemento Portland obtenido por pulverización conjunta de clinker Portland, materias calizas

y/o inertes hasta un máximo de 30%.

COMPUESTOS PRINCIPALES DEL CEMENTO

Silicato tricálcico (C3S): Fase denominada “alita”. Constituye del 50% al 70% del

clinker. Se hidrata y endurece rápidamente. Responsable, en gran parte, del

inicio del fraguado. Aporta resistencia a corto y largo

plazo (a mayor porcentaje de C3S mayor resistencia).

Silicato dicálcico (C2S): Fase denominada “belita”. Constituye del 15% al 30% del

clinker. Se hidrata y endurece

lentamente. Contribuye al incremento de

la resistencia a edades mayores de 7 días.

Aluminato tricálcico (C3A): Constituye aprox. del 5% al 10%

del clinker. Contribuye al desarrollo de las

resistencias muy tempranas y al fraguado del cemento.

Vulnerable a la acción de los sulfatos: forman producto expansivo (etringita).

Ferroaluminato tetracálcico (C4AF): Constituye aprox. del 5% al 15%

del clinker. Se hidrata con rapidez pero

contribuye muy poco a la resistencia.

Su formación reduce la T de clinkerización.

REQUISITOS QUIMICOS Óxido de magnesio (MgO):Cristaliza como Periclasa, con incremento de volumen, originando grietas que fisuran al concreto.

Trióxido de azufre (SO3):Forma equivalente de expresar los sulfatos presentes en el cemento.

Pérdida por ignición:Una elevada pérdida por ignición es índice de la hidratación o carbonatación del cemento producida por un almacenamiento incorrecto y prolongado. El envejecimiento del cemento disminuye la resistencia y aumenta los tiempo de fraguado.

Residuo insoluble:Índice de la transformación de óxidos en compuestos.Ensayo con el que se puede verificar, de ser el caso, si un cemento Portland ha sido adulterado.

Resistencia a la compresión:Se determina llevando a la rotura especímenes cúbicos de 50 mm de lado, preparados con mortero consistente de una parte de cemento y 2,75 partes de arena estándar, dosificados en masa (a/c=0,485). Los cubos se curan un día en su molde y luego son retirados de su molde e inmersos en agua de cal hasta su ensayo (3, 7 y 28 días).

Tiempo de fraguado:Fraguado: Condición alcanzada por una pasta, mortero o concreto de cemento cuando han perdido plasticidad a un grado arbitrario.

Resistencia a los sulfatos:El concreto expuesto a concentraciones perjudiciales de sulfatos, debe elaborarse con cementos resistentes a sulfatos  Calor de hidratación:Calor generado cuando reaccionan el cemento y el agua (hidratación del cemento es proceso exotérmico). En estructuras de gran volumen, la rapidez y la cantidad de calor generado son importantes: crean esfuerzos perjudiciales que fisuran el concreto.

REQUISITOS FISICOS

TIEMPOS DE FRAGUADO

EVOLUCIÓN DE RESISTENCIA

ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO

Inmediatamente después de que el cemento se reciba en el área de las obras si es cemento a granel, deberá almacenarse en depósitos secos, diseñados a prueba de agua, adecuadamente ventilados y con instalaciones apropiadas para evitar la absorción de humedad.

Si es cemento en sacos, deberá almacenarse sobre parrillas de madera o piso de tablas; no se apilará en hileras superpuestas de más de 14 sacos de altura para almacenamiento de 30 días, ni de más de 7 sacos de altura para almacenamientos hasta de 2 meses.

Para evitar que el cemento envejezca indebidamente, después de llegar al área de las obras, el Contratista deberá utilizarlo en la misma secuencia cronológica de su llegada.

No se utilizará bolsa alguna de cemento que tenga más de dos meses de almacenamiento en el área de las obras, salvo que nuevos ensayos demuestren que está en condiciones satisfactorias.

PRODUCCION DE CEMENTOS PERUANOS

Las empresas cementeras en Perú, producen los siguientes tipos de cemento:

I. Cemento Andino S.A. Cemento Portland Tipo I Cemento Portland Tipo II Cemento Portland Tipo V Cemento Portland Puzolánico Tipo I (PM)

II. Cementos Lima S.A Cemento Portland Tipo I; Marca "Sol" Cemento Portland Tipo IP - Marca "Super Cemento Atlas"

III. Cementos Pacasmayo S.A.A. Cemento Portland Tipo I Cemento Portland Tipo II Cemento Portland Tipo V Cemento Portland Puzolánico Tipo IP Cemento Portland MS-ASTM C-1157 Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co

IV. Cementos Selva S.A. Cemento Portland Tipo I Cemento Portland Tipo II Cemento Portland Tipo V Cemento Portland Puzolánico Tipo IP Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co

V. Cemento Sur S.A. Cemento Portland Tipo I - Marca "Rumi" Cemento Portland Puzolánico Tipo IPM - Marca "Inti" Cemento Portland Tipo II* Cemento Portland Tipo V*

VI. Cemento Yura S.A. Cemento Portland Tipo I Cemento Portland Tipo IP Cemento Portland Tipo IPM

PESO ESPECIFICO DE LOS CEMENTO PERUANOS(GR/CM3):

SOL TIPO I : 3.11 ATLAS TIPO IP : 3.03 ANDINO TIPO I : 3.11 ANDINO TIPO II : 3.18 ANDINO TIPO V : 3.11 YURA TIPO I : 3.11 YURA TIPO IP : 2.86

CONCLUSIONESEl proceso para la obtención de la cal depende en gran medida de la temperatura o calor de cocción, determinado está el tipo de cal que se requiere.La cal es un producto de grandes aplicación, es útil para la agricultura, la construcción, la minería, la industria alimenticia, y para la fabricación de productos como el vidrio, el papel, el acero entre otros.El cemento constituye uno de los productos más importantes a nivel mundial, debido a que este es uno de los principales componentes del concreto que es la materia base para fabricar cualquier tipo de edificación.Las materias primas que se utilizan en la obtención del cemento, son económicas y fácil de explotación debido a que son de gran abundancia.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

http://www.misrespuestas.com/que-es-la-cal.html http://www.soprocal.cl/soprocal/index.php?

mod=contenido&codigo=25 http://es.slideshare.net/mauriciobenjamin/uso-de-la-

cal http://www.quiminet.com/articulos/la-cal-tipos-y-

proceso-de-obtencion-17648.htm http://www.arqhys.com/articulos/materiales-cal.html http://www.soprocal.cl/soprocal/index.php?

mod=contenido&codigo=29 http://www.ugr.es/~agcasco/personal/restauracion/

teoria/TEMA04.htm