Tema7.CementosPPT

HORMIGON

MATERIALES AGLOMERANTES
SE OBTIENEN POR LA ACCIÓN DEL CALOR SOBRE MATERIAS PRIMAS
NATURALES, CONSIGUIÉNDOSE UN
PRODUCTO ANHIDRO O SEMIANHIDRO QUE TIENDE A
REACCIONAR CON EL AGUA EN UN PROCESO QUÍMICO
DENOMINADO HIDRATACIÓN CON EFECTOS:
-FÍSICOS DE SOLIDIFICACIÓN
-MECÁNICOS DE ADQUISICIÓN DE RESISTENCIAS.

SU MOLDEO EN FORMA DE PASTAS CON AGUA Y CON ÁRIDOS,
PERMITE OBTENER EN FRÍO, PIEZAS SIMILARES A LOS PÉTREOS
NATURALES.

CEMENTO PORTLAND
LIGANTE HIDRÁULICO INORGÁNICO, POLIFÁSICO, ARTIFICIAL, QUE SE
OBTIENE A PARTIR DE UN PRODUCTO INTERMEDIO DENOMINADO
CLINKER, EL CUAL SE PRODUCE MEDIANTE LA COCCIÓN A ,
APROXIMADAMENTE, 1480 ºC EN HORNOS ROTATORIOS, DE UNA
MEZCLA EN PROPORCIONES PREESTABLECIDAS DE CARBONATO
DE CALCIO (CALIZA) Y DE UN ALUMINOSILICATO
(ARCILLAS O MARGAS) U OTROS MATERIALES DE UNA
COMPOSICIÓN GLOBAL SIMILAR Y CON LA REACTIVIDAD
SUFICIENTE, PREVIAMENTE MOLIDOS Y HOMOGENEIZADOS.
DURANTE EL PROCESO DE COCCIÓN SE PRODUCE UNA FUSIÓN
PARCIAL Y UNA RECOMBINACIÓN DE LOS COMPONENTES DE LAS
MATERIAS PRIMAS DANDO LUGAR A NÓDULOS DE CLINKER DE 5-50
mm DE DIÁMETRO
POSTERIORMENTE EL CLINKER MEZCLADO CON UN 5 % DE YESO
(SULFATO DE CALCIO DIHIDRATO) SE SOMETE A UN PROCESO DE
MOLIENDA DEL CUAL RESULTA EL CEMENTO PORTLAND

CONSUMO MATERIAS PRIMAS

CONSUMO DE COMBUSTIBLES Y ENERGÍA

SE ESPERA QUE AUMENTE UN 4.8 % HASTA EL 2008,
ALCANZANDOSE LAS 2500X10 6 TONELADAS, CON UN VALOR DE
181000X10 6 DOLARES
PRECIO MEDIO DE LA TONELADA DE CEMENTO: 74 DOLARES

CHINA – 49.6 % DE LA PRODUCCION MUNDIAL
ASIA – 70.6 DE LA PRODUCCIÓN MUNDIAL

50-70 %
15-30 %
5-10 %
5-15 %

CARACTERISTICAS DE LOS COMPONENTES MAYORITARIOS

CEMENTOS: CLASES

CLASIFICACION DE LOS CEMENTOS
LA CLASIFICACIÓN DE LOS CEMENTOS SE PUEDE HACER SEGÚN
DIFERENTES CRITERIOS. LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS
DISTINTIVAS EN LAS QUE PUEDEN BASARSE DICHOS CRITERIOS
PUEDEN SER:
(I).-LAS CLASES O CATEGORÍAS RESISTENTES (RESISTENCIAS
MECÁNICAS MÍNIMAS O MEDIAS, USUALMENTE LA RESISTENCIA
A LA COMPRESIÓN A LOS 28 DÍAS)
(II).-LOS TIPOS DE CEMENTO (CEMENTOS PORTLAND,
CEMENTOS SIDERÚRGICOS, CEMENTOS PUZOLÁNICOS, ETC.)
(III).-LAS PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS ESPECIALES MÁS
IMPORTANTES (BAJO CALOR DE HIDRATACIÓN, RESISTENCIA
FRENTE MEDIOS AGRESIVOS POR EJEMPLO, SULFATOS, RÁPIDO
DESARROLLO DE RESISTENCIAS, ETC.

TIPOS DE CEMENTOS (Norma UNE-EN 197-1:2000)
Componentes
adicionales, que
acompañan al
CLINKER
CRITERIO DE LOS“TIPOS DE CEMENTO”

HUMO DE SILICE

TIPOS DE CEMENTOS

MEDIA
ALTA
MUY
ALTA
{
{
{
EXIGENCIAS FÍSICAS
en volumen
LA RESISTENCIA INICIAL DE UN CEMENTO ES LA RESISTENCIA MECÁNICA A
LA COMPRESIÓN A LOS 2 DÍAS O A LOS 7 DÍAS.
PARA CADA CLASE DE RESISTENCIA NORMAL, SE DEFINEN DOS CLASES DE
RESISTENCIAS INICIALES: UNA CLASE CON RESISTENCIA INICIAL ORDINARIA,
INDICADA POR N, Y UNA CLASE CON RESISTENCIA INICIAL ELEVADA
INDICADA POR R

EXIGENCIAS
QUÍMICAS

CEMENTOS CON CARACTERISTICAS ESPECIALES
(SR) (MR)
BAJO CALOR DE HIDRATACIÓN (BC) IGUAL O INFERIOR A 272 kJ/kg A LOS 5 DIAS

TIPOS DE CEMENTOS / NOMENCLATURA

CEMENTOS BLANCOS
CARACTERISTICAS MECANICAS Y FISICAS
CARACTERISTICAS QUIMICAS

REACCION PUZOLANICA
UNA PUZOLANA ES UN MATERIAL QUE CONTIENE FUNDAMENTALMENTE
SILICIO O SILICIO Y ALUMINIO (EL CONJUNTO SÍLICE MÁS ALÚMINA VARÍA A
MENUDO ENTRE EL 70 Y EL 80 %), ESTO LES DA UN CARÁCTER ÁCIDO Y, POR
TANTO, UNA GRAN AFINIDAD POR LA CAL (TENDENCIA A COMBINARSE CON
LA CAL EN PRESENCIA DE AGUA A TEMPERATURA AMBIENTE).
ADEMÁS LA PUZOLANA
ESTA COMPUESTA DE
FASE VÍTREA EN SU
MAYOR PARTE, SIENDO LA
FASE CRISTALINA MUY
PEQUEÑA, LO QUE HACE
QUE SEAN MATERIALES DE
ALTA REACTIVIDAD.

LA PUZOLANA POR SI MISMA
POSEE UN VALOR
CEMENTANTE NULO O MUY
PEQUEÑO.
SIN EMBARGO FINAMENTE
MOLIDA Y EN PRESENCIA DE
HUMEDAD REACCIONA CON
EL HIDRÓXIDO CÁLCICO
(ACTIVADOR) A
TEMPERATURA AMBIENTE,
DANDO LUGAR A UNA NUEVA
FORMACIÓN DE COMPUESTOS
ESTABLES, POCO SOLUBLES
EN EL AGUA Y QUE POSEEN
CARACTERÍSTICAS
CEMENTANTES, ES DECIR
CAPACES DE DESARROLLAR
RESISTENCIA POR
ENDURECIMIENTO
HIDRÁULICO
HUMO
SILICE
CENIZAS
VOLANTES
ESCORIA
PUZOLANA
NATURAL

INCENTIVOS PARA EL USO DE ADICIONES PUZOLANICAS

REACCION PUZOLANICA
Cuando una puzolana se usa en combinación con el cemento
portland, este durante su hidratación, es la fuente de hidróxido
cálcico que reacciona con los aluminosilicatos presentes en la
puzolana para forman compuestos cementantes.
La reacción puzolánica puede representarse mediante:
PUZOLANA + CH + H → (C-S-H) s
donde:
(C-S-H) s : Silicatos de calcio hidratados de estequiometría no definida.
Por su parte la reacción de hidratación del cemento puede
representarse por:
( C 3 S, C 2 S) + H → (C-S-H) p + CH

CEMENTOS
Eflorescencias
Aumento de la permeabilidad

CEMENTOS
TRABAZON O ENTRELAZAMIENTO
DE LOS C-S-H
C-S-H

LAS PROPIEDADES TÉCNICAS DE LOS MATERIALES CON ADICIONES
PUZOLÁNICAS, SE DERIVAN, PRINCIPALMENTE, DE TRES
CARACTERÍSTICAS DE LA REACCIÓN PUZOLÁNICA
1.-ES UNA REACCIÓN LENTA, AL CONTRARIO QUE LA REACCIÓN DE
HIDRATACIÓN DEL CEMENTO QUE ES RÁPIDA, POR TANTO, LA
VELOCIDAD DE LIBERACIÓN DEL CALOR Y EL DESARROLLO DE
RESISTENCIAS SERÁN PROCESOS MÁS LENTOS
2.- ES UNA REACCIÓN QUE CONSUME HIDRÓXIDO DE CALCIO EN VEZ
DE GENERARLO, LO QUE ES IMPORTANTE PARA LA DURABILIDAD
DE LAS PASTAS HIDRATADAS EN AMBIENTES ÁCIDOS.
3.- AL PRODUCIRSE EN UN TIEMPO POSTERIOR LOS PRODUCTOS DE
REACCIÓN RELLENAN, DE FORMA MUY EFICIENTE, LOS ESPACIOS
CAPILARES QUE QUEDAN DESPUÉS DE LA HIDRATACIÓN DE LOS
COMPONENTES DEL CEMENTO.
ASÍ SE MEJORA LA IMPERMEBILIDAD Y LA RESISTENCIA
MECÁNICAS DEL SISTEMA (MENOR POROSIDAD).

Cambios, en función del tiempo, en la distribución del
tamaño de poro de pastas de cemento con contenido
variable de puzolana

CH
C-S-H

Representación diagramática de una pasta de cemento bien hidratada
hecha con un cemento portland con puzolana. Comparándola con una
pasta de cemento de portland, para la identificación de las fases
presentes, se muestra que, como resultado de la reacción del
puzolánica, los huecos capilares o se eliminan o reducen de tamaño,
y además se reemplazan cristales densos de hidróxido de calcio por
C-S-H secundarios de más baja densidad.

(i)refinamiento de tamaño de poro
La formación de productos de hidratación secundarios
(principalmente silicatos de calcio hidratados)
alrededor de las partículas de puzolana tiende a
rellenar las grandes cavidades capilares con un
material microporoso y, por consiguiente, de baja
densidad. El proceso de transformación de un
sistema que contiene grandes cavidades capilares
en un producto microporoso que contiene
numerosos poros finos se denomina
«refinamiento del tamaño de poro ».

(ii) el refinamiento de tamaño de grano
la nucleación del hidróxido de calcio alrededor de las finas y
bien distribuidas partículas de puzolana tendrá el efecto de
reemplazar los grandes y orientados cristales de hidróxido
de calcio por numerosos, pequeños, y menos orientados
cristales (de baja cristalinidad) procedentes de la reacción
puzolánica
El proceso de transformación de un sistema que contiene
granos grandes de un componente en un producto que
contiene los granos más pequeños se denomina
« refinamiento del tamaño de grano ».
Tanto el proceso de refinamiento del tamaño del poro como
de grano dan lugar a que aumente la resistencia de la pasta
de cemento.

(SUPPLEMENTARY CEMENTITIUOS MATERIALS)

GANANCIA
RESISTENCIA
Resistencia de
cementos mixtos
conteniendo una
puzolana o
escoria
de horno alto

REACCION ALCALI-SILICE
ALCALI SILICE

C 3AH 6
CAH 10 y C 2AH 8