EL CEMENTO

El cemento es un conglomerante que se utiliza en la construcción, producto de

la calcinación y molienda de las piedras: caliza y arcilla; es decir, que está

formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente

molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Hasta

este punto la molienda entre estas rocas es llamada clinker, esta se convierte

en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla

para que pueda fraguar y endurecerse. Mezclado con agregados pétreos y

agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece,

adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón Su uso está muy

generalizado en construcción e ingeniería civil.

I. HISTORIA.

Se dice que desde la antigüedad se emplearon pastas y morteros elaborados

con arcilla o greda, yeso y cal para unir mampuestos en las edificaciones. El

cemento se empezó a utilizar en la Antigua Grecia utilizando tobas volcánicas

extraídas de la isla de Santorini, los primeros cementos naturales. En el siglo I

a. C. Se empezó a utilizar en la Antigua Roma, un cemento natural el cual

formaban parte de su composición cenizas volcánicas obtenidas en Pozzuoli,

cerca del Vesubio.

Fue al principio del siglo XIX que Louis Vicat (1786-1861), un joven ingeniero

civil de 22 años, condujo trabajos de investigación sobre las propiedades

hidráulicas en las mezclas de ceniza volcánica y cal. Este aglomerante, que

había sido usado desde los tiempos de los romanos, seguía siendo el único

material conocido que reaccionará de tal manera en contacto con el agua.

Louis Vicat fue la primera persona en determinar con precisión las proporciones

de piedra caliza y sílice que se necesitan para hacer la mezcla, que era

entonces expuesta al fuego a determinada temperatura y también triturada para

obtener un aglomerante hidráulico de uso industrial. Louis Vicat publicó los

resultados de su investigación, pero no hizo la aplicación para una patente.

Mientras en el mismo siglo, Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824

el Portland Cement, denominado así por su color gris verdoso oscuro similar a

la piedra de Portland. Isaac Johnson, en 1845, obtiene el prototipo del cemento

moderno, con una mezcla de caliza y arcilla calcinada a alta temperatura. En el

siglo XX surge el auge de la industria del cemento, debido a los experimentos

de los químicos franceses Vicat y Le Chatelier y el alemán Michaélis, que

logran cemento de calidad homogénea; la invención del horno rotatorio para

calcinación y el molino tubular y los métodos de transportar hormigón fresco

ideados por Juergen Heinrich Magens que patenta entre 1903 y 1907.

II. COMPONENTES.

SILICE (SiO 2 )

ALUMINA (Al 2 O 3 )

CAL (CaO)

MAGNESIA (MgO)

ANHIDRIDO CARBONICO

(CO 2 )

OXIDO DE HIERRO (Fe2O )

III. MATERIA PRIMA.

La materia prima es la piedra caliza, arcilla, piedra yesera que son rocas

sedimentarias que se encuentran en la superficie terrestre en grandes cantidades,

como por ejemplo Kalorco.

IV. PROCESO FABRICACIÓN DEL CEMENTO.

a) Explotación de materias primas.- Consiste en la extracción de las piedras

calizas y las arcillas de los depósitos o canteras, las cuales dependiendo de

sus condiciones físicas se hacen los diferentes sistemas de explotación, luego

el material se transporta a la fábrica.

b) Preparación y clasificación de las materias primas.- una vez extraído los

materiales, en la fábrica se reduce el tamaño de las calizas siguiendo ciertas

especificaciones dada para la fabricación. Su tamaño se reduce con la

trituración hasta que su tamaño oscile entre 5 a 10mm.

c) Homogenización.- consiste en hacer mezclas de las arcillas y calizas, que ya

han sido trituradas, se lleva por medio de bandas transportadoras o molinos,

con el objetivo de reducir su tamaño hasta el orden de diámetro de medio

milímetro. En esta etapa se establece la primera gran diferencia de los

sistemas de producción de cemento que lo pueden hacer ya sea por procesos

húmedos o procesos secos.

d) Clinkerizacion.- Consiste en llevar la mezcla homogeneizada a hornos

rotatorios a grandes temperaturas aproximadamente a 1450ºC, en la parte final

del horno se produce la fusión de varios de los componentes y se forman

gránulos de 1 a 3 centímetros de diámetro, conocido con el nombre de Clinker.

e) Enfriamiento.- Consiste en una disminución de la temperatura para poder

trabajar con el material. Este enfriamiento se acelera con equipos

especializados

f) Adiciones finales y molienda.- Una vez que el clinker se halla enfriado, se

prosigue a obtener la finura del cemento, en la cual consiste en moler el

clinker, después se le adiciona yeso con el fin de retardar el tiempo de

fraguado.

g) Empaque y distribución.- Esta última etapa consiste en empacar el cemento

fabricado en bolsas de 50 kg, luego se transporta y se distribuye al mercado.

V. TIPOS DE CEMENTO

Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:

a) de origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción

1 a 4 aproximadamente.

b) de origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen

orgánico o volcánico.

1. El cemento portland.

Este tipo de cemento es producto de la calcinación y pulverización del clinker

portland con la adición de una o más formas de yeso. Se admite la adición de

otros productos siempre que su inclusión no afecte las propiedades del cemento

resultante. Todos los productos adicionales deben ser pulverizados

conjuntamente con el clinker. Este material es usado en particular para el

revestimiento externo de edificios.

Se la norma Normativa, La calidad del cemento portland deberá estar de acuerdo

con la norma ASTM C 150. En Europa debe estar de acuerdo con la norma EN

197-1.

Cementos portland especiales.

Estos son los cementos que se obtienen de la misma forma que el portland, pero

que tienen características diferentes a causa de variaciones en el porcentaje de

los componentes que lo forman.

Portland férrico.

El portland férrico está caracterizado por un módulo de fundentes de 0,64. Esto

significa que este cemento es muy rico en hierro. En efecto se obtiene

introduciendo cenizas de pirita o minerales de hierro en polvo. Por este motivo

estos cementos son particularmente apropiados para ser utilizados en climas

cálidos.

Cementos blancos.

Contrariamente a los cementos férricos, los cementos blancos tienen un módulo

de fundentes muy alto, aproximadamente 10. Estos contienen por lo tanto un

porcentaje bajísimo de Fe2O3. EI color blanco es debido a la falta del hierro que le

da una tonalidad grisácea al Portland normal y un gris más oscuro al cemento

férrico. Este tipo de cemento se utiliza en el acabado de pisos, etc.

2. Cementos de mezclas.

Los cementos de mezclas se obtienen agregando al cemento Portland normal

otros componentes. El agregado de estos componentes le da a estos cementos

nuevas características que lo diferencian del Portland normal.

Cemento puzolánico.

Se denomina puzolana a una fina ceniza volcánica; su nombre deriva de la

localidad de Pozzuoli, en las proximidades de Nápoles, en las faldas del Vesubio.

Posteriormente se ha generalizado a las cenizas volcánicas en otros lugares. Ya

Vitruvio describía cuatro tipos de puzolana: negra, blanca, gris y roja.

Mezclada con se comporta como el cemento puzolánico, y permite la preparación

de una buena mezcla en grado de fraguar incluso bajo agua.

Esta propiedad permite el empleo innovador del hormigón, como ya habían

entendido los romanos.

Cemento siderúrgico.

La puzolana ha sido sustituida en muchos casos por la ceniza de carbón

proveniente de las centrales termoeléctricas, escoria de fundiciones o residuos

obtenidos calentando el cuarzo. Estos componentes son introducidos entre el 35

hasta el 80 %. El porcentaje de estos materiales puede ser particularmente

elevado, siendo que se origina a partir de silicatos, es un material potencialmente

hidráulico.

Cemento de fraguado rápido.

También conocido como "cemento romano", se caracteriza por iniciar el fraguado

a los pocos minutos de su preparación con agua. Se produce en forma similar al

cemento Portland, pero con el horno a una temperatura menor (1.000 a 1.200 °C).

Cemento aluminoso.

Se produce principalmente a partir de la bauxita con impurezas de óxido de hierro

(Fe2O3), óxido de titanio (TiO2) y óxido de silicio (SiO2). Adicionalmente se

agrega óxido de calcio o bien carbonato de calcio. El cemento aluminoso también

recibe el nombre de «cemento fundido», pues la temperatura del horno alcanza

hasta los 1.600 °C, con lo que se alcanza la fusión de los componentes. El

cemento fundido es colado en moldes para formar lingotes que serán enfriados y

finalmente molidos para obtener el producto final.

El cemento aluminoso debe utilizarse en climas fríos, con temperaturas inferiores

a los 30 °C.

VI. PROPIEDADES GENERALES DEL CEMENTO.

Finura.- El cemento es muy fino, formado por partículas menores al tamiz

Nº 200.

Fraguado.- El cemento empieza a fraguar desde los 45 minutos hasta las 8

horas.

Endurecimiento.- El cemento empieza a endurar desde las 8 horas hasta

los 28 días.

VII. APLICACIONES

El cemento de aluminato de calcio resulta muy adecuado para:

Hormigón refractario.

Reparaciones rápidas de urgencia.

Basamentos y bancadas de carácter temporal.

Cuando su uso sea justificable, se puede utilizar en:

Obras y elementos prefabricados, de hormigón en masa o hormigón no

estructural.

Determinados casos de cimentaciones de hormigón en masa.

Hormigón proyectado.

No resulta nada indicado para:

Hormigón armado estructural.

Hormigón en masa o armado de grandes volúmenes.

Es prohibido para:

Hormigón pretensado en todos los casos.

Usos comunes del cemento de aluminato de calcio

Alcantarillados.

Zonas de vertidos industriales.

Depuradoras.

Terrenos sulfatados.

Ambientes marinos.

Como mortero de unión en construcciones refractarias.

Carreteras.

Universidad mayor real Y

pontificia de san francisco Xavier De

Chuquisaca

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

CARRERA: ING. CIVILMATERIA: TECNOLOGIA DEL HORMIGONPRÁCTICA: N°1TÍTULO DE LA PRÁCTICA: EL CEMENTOUNIVERSITARIO: RIVERA BARRIENTOS A. JHAMILDOCENTE: ING. JULIO CASTRO

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