CEMENTO PORTANDFue inventado en 1824 en Inglaterra por el constructor Joseph Aspdin. El nombre se debe a la semejanza en aspecto con las rocas que se encuentran en laisla de Prtland, en el condado deDorset. A diferencia de lo que muchos creen, su origen no est relacionado conPortland,Oregn,EE. UU.Elcemento Portlandes unconglomeranteocementohidrulico que cuando se mezcla conridos, agua y fibras de acero discontinuas y discretas tiene la propiedad de conformar una masa ptrea resistente y duradera denominadahormign. Es el ms usual en laconstrucciny es utilizado como aglomerante para la preparacin del hormign (llamadoconcretoenHispanoamrica). Como cemento hidrulico tiene la propiedad defraguary endurecer en presencia de agua, al reaccionar qumicamente con ella para formar un material de buenas propiedades aglutinantes.FABRICACIONPREPARACIN DE LAS MATERIAS PRIMAS

La primera etapa en la fabricacin del cemento la constituye la extraccin, de las canteras, de las materias primas y su mezclado con agua para asegurar su mezcla ntima. Hay una diferencia en el proceso segn se utilice piedra caliza o greda, lo cual puede ocurrir, dependiendo de cual material est disponible o sea ms barato. Ambas sustancias son qumicamente iguales (carbonatos de calcio) pero sus propiedades fsicas difieren ligeramente. De ah que tambin su procesamiento sea ligeramente diferente.

Cantera de Piedra CalizaEn el caso de la greda, se la transforma en pequeas partculas en molinos especiales. Se la mezcla con agua y arcilla, y el barro es filtrado para eliminar toda partcula gruesa, que es retirada, molida en un molino de bolas y devuelta a la corriente principal. La piedra caliza, una vez sacada de la cantera, es molida finamente y mezclada con arcilla y agua, y el barro resultante pasado por un molino de bolas que vuelve a molerlo.Desde este momento el proceso es siempre el mismo, as se haya empleado caliza o greda. El barro es llevado a grandes depsitos donde se lo revuelve continuamente.

FORMACIN DEL CLINKER

El barro mencionado no es sino una simple mezcla hmeda de los ingredientes bsicos. Ahora se lo transfiere a un largo horno rotativo donde sufrir varios cambios qumicos y emerger como clinker. En la primera etapa se produce el secado por evaporacin de toda el agua. La mezcla sigue su avance a lo largo del horno (largo tubo de acero de unos 130 m. de longitud) aumentando cada vez ms su temperatura.Los cambios qumicos que tienen lugar son muy complejos y no del todo comprendidos an. Parece probable que cuando la arcilla, que es un silicato de aluminio, es calentada, primero se deshidrata al tiempo que el carbonato de calcio del yeso o de la caliza pierde bixido de carbono para dar cal viva, exactamente igual a lo que ocurre en un horno de cal.A medida que estas sustancias se aproximan al extremo del horno se ponen al rojo blanco (su temperatura es de unos 2.500 G.) y entran en nuevas combinaciones qumicas que dan por resultado el clinker, sustancia vitrificada que contiene xidos de calcio, aluminio y silicio que se unen en compuestos tales como el silicato triclcico (3CaO Si02) y aluminato triclcico (3CaOAl2O3).

ClinkerEl horno rotativo posee una ligera pendiente para que los materiales avancen fcilmente a lo largo de l. La altsima temperatura del extremo se obtiene quemando algn combustible, que en nuestro caso hemos supuesto sea carbn finamente pulverizado, aunque puede utilizarse petrleo o gas natural. Un horno rotativo produce algo as como 500 toneladas de clinker cada 24 horas y consume unos 400 Kg. de carbn o su equivalente por cada tonelada de cemento.

Antes de que abandone el horno el clinker incandescente es enfriado, lo que puede hacerse mediante aire fro, mientras cadenas de acero colgadas en su interior ayudan a extraer el calor. Al igual que en todas las otras etapas, se hacen peridicamente ensayos para, comprobar la calidad del producto final.DEL CLINKER AL CEMENTO

A continuacin el clinker es almacenado hasta que se lo necesite para molerlo. Antes y durante la molienda se agrega una determinada cantidad de yeso (sulfato de calcio), el cual sirve para ajustar la velocidad de fraguado del cemento despus que se le agrega agua.En los molinos las piedras de clinker son finamente pulverizadas. Luego el polvo es llevado mediante bombas neumticas a grandes silos, listo para ser retirado. Para su uso suele embolsrselo, en bolsas de papel o de arpillera, de 50 Kg. de capacidad.

COMPOSICIONEl clinker posee un aspecto de polvo color gris verdoso cuyo peso especfico oscila entre 3,05 y 3,15. Al ser amasado con agua se solidifica. Se dice entonces que el cemento fragua. El fraguado dura alrededor de una hora, y una vez terminado la resistencia del cemento aumenta en forma lenta y progresiva. El proceso de endurecimiento dura meses y aos pero a! cabo de los 28 das de terminado el fraguado, el material alcanza un 70 por ciento de la mxima resistencia que adquiere durante su vida til.Durante el tiempo que dura el fraguado se protege el material del viento y del sol para evitar un desecamiento excesivamente rpido. Con este fin se lo moja peridicamente. Si una vez iniciado el fraguado se agrega agua a la masa se hace difcil el endurecimiento. Por ello, nunca se prepara mayor cantidad de pasta que la utilizable inmediatamente. La temperatura a que se realiza el fraguado influye en la resistencia y, sta disminuye si sufre los efectos de una helada.De acuerdo con el tiempo de fraguado, dos son los tipos de cemento ms usuales. Son los cementos de fraguado lento y los de fraguado rpido. Los de fraguado lento son los empleados normalmente por su resistencia mayor y su mejor manuabilidad. El yeso retarda el proceso de fraguado. Los cementos de fraguado rpido son utilizados en obras hidrulicas.El fro y el calor hacen variar muy poco el volumen del cemento portland pero existe un excedente en las proporciones de contenido de cal o yeso o, si la mezcla es defectuosa, se produce una variacin de volumen fuera de lo normal que se manifiesta mediante grietas de expansin.Un factor que incide preponderantemente sobre la resistencia es el tamao de las partculas que lo constituyen. Al disminuir el tamao de las partculas crece la resistencia. Cuando las partculas son excesivamente pequeas el efecto se invierte, disminuyendo la resistencia. Por estas razones se determina la composicin granulomtrica de los cementos mediante tamices que responden a normas establecidas por institutos y sociedades especializadas en investigaciones sobre cemento.

MECANISMO DE HIDRATACION

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND Y SUS APLICACIONESEn el mundo existen una gran variedad de tipos de cementos

La norma ASTM especifica:

-8 tipos de cemento Prtland, ASTM C150: I, IA, II, IIA, III, IIIA, IV, V.-6 tipos de cemento hidrulico mezclado, ASTM C595: IS, IP, P, I(PM), I(SM), S.Tipo IS.- Cemento Prtland con escoria de alto hornoTipo IP.- Cemento Prtland con adicion Puzolanica.Tipo P.- Cemento Prtland con puzolana para usos cuando no se requiere alta resistencia inicial. Tipo I (PM).- Cemento Prtland con Puzolana modificado.Tipo I (SM).- Cemento portland con escoria, modificado.Tipo S.- Cemento con escoria para la combinacion con cemento Portland en la fabricacin de concreto y en combinacion con cal hidratada en la fabricacin del mortero de albailera.-3 tipos de cemento para mampostera, ASTM C91: N, M, S.

TIPO I, cemento comn, para usos generales, es el que ms se emplea para fines estructurales cuando no se requieren de las propiedades especiales especificadas para los otros cuatro tipos de cemento.se dan diferentes caractersticas para los cementos Tipo I.ESPECIFICACIONESNorma BolivianaNB011NormaEspaolaUNE 80-301

Tipo II

Categora resistente4045

Composicin

clinker %95-10095-99

componentes adicionales%0 a51 a5

Requerimientos Qumicos

Perdidasporcalcinacin,% Mx.5,05,0

Residuo insoluble, % Mx.3,05,0

Trixidodeazufre, % Mx.3,54,5

Oxido de magnesio, % Mx.6,0-

Requerimientos Fsicos

Resistencia ala compresin,Mpa

Mnima a los:3 das17,0-

7 das25,030,0

28 das40,045,0

Fraguado Vicat

Mnimo inicial,Minutos4560

Mximo final, Horas1012

Superficieespecifica mnima, cm2/g2600-

Expansin

Autoclave, % mximo0,8-

Le Chatelier,mm mx.1010

ESPECIFICACIONES QUMICAS PARA LOS CEMENTOS TIPO ICARACTERSTICASQUMICAS(NB 061)TIPO DE CEMENTO

IIPIFP

Perdida porcalcinacin (%mx.)5778

Residuo insoluble (% mx.)3-5-

Trixidodeazufre(S03) (% mx.)3,5444

Oxido de magnesio (MgO) (% mx.)6666

Puzolanicidad 8 o 15 das--->0

TIPO II, cemento modificado para usos generalesy se emplea cuando se prev una exposicin moderada al ataque por sulfatos o cuando se requiere un moderado calor de hidratacin. Estas caractersticas se logran al imponer limitaciones en el contenido de C3A y C3S del cemento. El cemento tipo II adquiere resistencia con ms lentitud que el tipo I; pero a final de cuentas, alcanza la misma resistencia. Este tipo de cemento se usa en el hormign expuesto al agua de mar.

TIPO III, cemento de alta resistencia inicial, recomendable cuando se necesita una resistencia temprana en una situacin particular de construccin. Este cemento se obtiene por un molido ms fino y un porcentaje ms elevado de C3A y C3S. El hormign tiene una resistencia a la compresin a los 3 das aproximadamente igual a la resistencia a la compresin a los 7 das para los tipos I y II y una resistencia a la compresin a los 7 das casi igual a la resistencia a la compresin a los 28 das para los tipos I y II. Sin embargo, la resistencia ltima es ms o menos la misma o menor que la de los tipos I y II.

Dado que el cemento tipo III tiene un gran desprendimiento de calor, no se debe usar en hormigones masivos. Con un 15% de C3A presenta una mala resistencia a los sulfatos. El contenido de C3A puede limitarse al 8% para obtener una resistencia moderada a los sulfatos o a 5% cuando se requiere alta resistencia.

TIPO IV. Cemento de bajo calor de hidratacin. Los porcentajes de C2S y C4AF son relativamente altos; El bajo calor de hidratacin en el cemento tipo IV se logra limitando los compuestos que ms influyen en la formacin de calor por hidratacin, o sea, C3A y C3S. Dado que estos compuestos tambin aportan la resistencia inicial de la mezcla de cemento, al limitarlos se tiene una mezcla que gana resistencia con lentitud. Este cemento se usa para estructuras de hormign masivo, con bajas relaciones superficie/volumen. Requiere mucho ms tiempo de curado que los otros tipos.

TIPO V. Cemento resistente a los sulfatos. La resistencia al sulfato se logra minimizando el contenido de C3A (5%), pues este compuesto es el ms susceptible al ataque por sulfatos.

Este tipo se usa en las estructuras expuestas a los sulfatos alcalinos del suelo o del agua, a los sulfatos de las aguas freticas y para exposicin al agua de mar.Las resistencias relativas de los hormigones preparados con cada uno de los cinco tipos de cemento se comparan en la tabla 1.9, a cuatro edades diferentes; en cada edad, se han normalizado los valores de resistencia para comparacin con el hormign de cemento tipo I.

TIPOS DE CEMENTO EN EL PERULasempresascementeras en Per, producen los siguientes tipos de cemento:Cemento Andino S.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolnico Tipo I (PM)Cementos Lima S.A.Cemento Portland Tipo I;Marca"Sol"Cemento Portland Tipo IP - Marca "Super Cemento Atlas"Cementos Pacasmayo S.A.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolnico Tipo IPCemento Portland MS-ASTM C-1157Cemento Portland Compuesto Tipo 1CoCementos Selva S.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolnico Tipo IPCemento Portland Compuesto Tipo 1CoCemento Sur S.A.Cemento Portland Tipo I - Marca "Rumi"Cemento Portland Puzolnico Tipo IPM - Marca "Inti"Cemento Portland Tipo II*Cemento Portland Tipo V*Yura S.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IPCemento Portland Tipo IPMTIPOS Y CLASES DE CEMENTOEmpresasCemento PortlandC. Portland Adicionados

IIIVIPI(PM)MSI Co

Cemento Andino(1)(1)(1)

Cementos Lima(1)

Cementos Pacasmayo

Cementos Selva(1)(1)(2)(1)(2)

Cementos Sur(2)(2)

Yura(2)(2)