UTEM 2015 Clase 2 Cemento Parte 1

7/18/2019 UTEM 2015 Clase 2 Cemento Parte 1

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Tecnologa del

Hormign CementoParte 1

PROFESOR : Sergio Martnez TrejoIngeniero Civil


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CEMENTO


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CEMENTO: Norma NCh148.Of68Cemento Terminologa, clasificacin y especificaciones

generales

Material pulverizadoque por adicin deuna cantidadconveniente de aguaforma una pastaconglomerante capazde endurecer tantobajo el agua como enel aire.


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CEMENTO: Norma ACI 116R-90Terminologa del concreto

Cementohidrulico: cementoque fragua yendurece porinteraccin qumicacon el agua y es

capaz de hacerloaun bajo el agua.


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Cementos

Cemento: (10 a 15%)componente activo

llena huecos

aglomera ridospasta fresca: lubrica y cohesiona

pasta endurecida: obstruye

huecos dando impermeabilidadprovee de resistencia


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Cementos


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Cementos

Prop iedades Fundamentales

Resis tenc ias Mecnicas

Tiempo de FraguadoMdu lo de Finura

Dens idad real

Cons istencia Normal

Calor de Hid ratacinResis tenc ia a ataques qum icos


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Es un producto intermedio para lafabricacin de otros productos tales como:

Hormigones

los cuales se aplican en las construccionesrequeridas por el hombre

CEMENTO


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CEMENTO

Morteros


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CEMENTO

Pastas


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Materias Primas


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PROCESO DE TRANSFORMACIN

CALIZA + otros minerales

CEMENTO


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Materias Primas Naturales en el Cemento

Caliza Produccin de clinquer

Ciertas Arcillas Produccin de clinquer

Arena silcea, fierro

Correctoresbauxita, caoln

Puzolana, Escorias Adicin hidraulica activa

reemplazo de clinquer

Yeso Adicin control fraguado


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En general, las materias primas se encuentran en la

naturaleza en forma de formaciones rocosas


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Clasificacin de las Rocas Criterio de Clasificacin:

Composicin mineral

Lugar y proceso de formacin

EdadLas rocas se agrupan en 3 tipos:

RocasIgneas

RocasSedimentarias

RocasMetamrficas


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Componentes Principales del Cemento

Composicin, expresada en peso de los minerales

Ejemplos:

Clnquer

Caliza

xido de calcio CaO 64%xido de silicio SiO2 22%

xido de aluminio Al2O3 6%xido de fierro Fe2O3 3%Otros 5%

Calcita CaCO3 90%

Dolomita CaMg(CO3)2 5%

Quarzo SiO2 5%


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Adicin Propsito Concentracin

tpicaYeso Control 4 - 6%

fraguado

Puzolana 10 - 30%

Escoria 10 - 50%

Fly Ash 10-30%

Adiciones


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Principales Componentes Minerales

Materias primas ClinkerCalor

- CaO2 : Oxido de calcio- SiO2 : xido de slice

- Fe2O3 : xido de fierro

- Al2O3 : xido de Aluminio

- C3S : Silicato triclcico

- C2S : Silicato diclcico

- C3A : Aluminato triclcico

- C4AF : Ferroaluminatotetraclcico


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Qumica Bsica del Cemento


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El Clinquer


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CaO Calizas, CaCO3

SiO2 Arcillas, Pedernal, Cuarzo

Fe2O3 Minerales de Fierro

Al2O3 Caoln, Bauxita, Arcilla

Fabricacin del Clinquer

DOSIFICACIN, FUSIN, COMBINACIN


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Horno de Clinquer El Reactor Qumico


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Nomenclatura Qumica de Cemento

C : CaO

S : SiO2A : Al2O3F : Fe2O3


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CalizaSlice

AluminioFierro

CaOSO2Al2O3Fe2O3

3CaO.SiO22CaO.SO23CaO.Al2O3

4CaO.Al2O3.Fe2O3

C3SC2SC3AC4AF

Nota:C=Ca0S=SiO2A=Al2O3F=.Fe2O3

Componentes Bsicos

Forma de Oxidos de Calcio

3mCaO 1m.SiO2

Fases del Clinquer


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C3S Silicato triclcico (58%)

C2S

C3A

Silicato biclcico (23%)

Aluminato triclcico (9%)

C4AFFerroaluminato tetraclcico(7%)

10 m

Principales Componentes del Cemento


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Efecto de los Minerales del Clinquer en lasPropiedades del Cemento

C3S Contribuye:

Alita fraguado inicialLas resistencias tempranas (primeras 4semanas)

Endurecimiento Rapido

Incrementa el calor de hidratacin.

La resist, a temprana edad en el hormign escuando los % de C3S en los cementos sonmayores.

Alite

10 m

Ef t d l Mi l d l Cli l


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C2S Contribuye :

Belita fraguado inicialEndurece lentamente

Las resistencias mayores de una semana

Endurecimiento Rapido

Bajo calor de hidratacin.

Belite

20 m


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C3A Contribuye:

Ferrita Libera gran cantidad de calor durante losprimeros das de hidratacin y endurecimiento.

A las resistencias a temprana edad (1-3 das).

Tendencia a la contraccin.

El yeso que se agrega en la molienda del

cemento retrasa la velocidad de hidratacin.Los cementos con bajos % C3A son

particularmente resistentes a los sulfatos.

Ferrite


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C4AF Contribuye :

Se hidrata con cierta rapidez pero contribuyemnimamente a la resistencia.

Neutro endurecimiento.Alto calor de hidratacinLa mayora de efectos de color se debe al

C4AF y sus hidratos.


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Importancia de los Minerales del Clinquersegn los tipos de Cemento ASTM

Tipo I Cemento Portland sin restricciones desde el punto devista de los minerales del clinquer

Tipo II Cemento Portland con moderada resistencia a lossulfatos (y moderado calor de hidratacin)

C3A max. 8 %(C3S + C3A max. 58% para moderado calor de hidratacin)

Tipo III Cemento Portland con alta resistencia a tempranaedad

C3A max. 15%

C3A max. 8% para moderada resistencia a los sulfatos

C3A max. 5% para alta resistencia a los sulfatos)


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Importancia de los Minerales del Clinquersegn los tipos de Cemento ASTM

Tipo IV Cemento Portland con bajo calor de hidratacinC3S max. 35%C2S min. 40%

C3A max. 7%

Tipo V Cemento Portland con alta resistencia a los sulfatos

C3A max. 5.0 %

C4AF + 2 C3A max. 25%oC4AF + 2 C2F max. 25%


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Clasificacin NacionalPor Composicin:

port land

puzo lnico

siderrgico

Por Resistencia:cemento corr iente:

Cemento Especial

cemento alta resistencia:Cemento Extra

Cementos


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Clasificacin de los cementos segn su composicin


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Clasificacin de los cementos segn su resistencia


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Tipos de CementosPort land Puzolanico s:Clinquer + Puzolanas

Propor cin en la Mezcla

% Puzolana Nombre del Cemento

Hasta 30 por tland Puzoln icosMas 30 Puzolnicos

Caracterist icas:

-Bajo Calor de hidratacin-Vel. Endu recim iento menor al po rt land pu ro.-Endu recim iento sensib le al calor y al fr i.-La puzolana inh ibe la reacc in lcali -rido .


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Qu es la Puzolana?

Puzolana es una roca volcnica muy desmenuzada, dela misma composicin que el basalto. Su uso junto alclinquer y yeso permite abaratar costos y estructuras dehormign y mortero ms durables.


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CementosPuzolana:Es un material si l iceo-alum inoso que aunque no posee

prop iedades aglomerantes por s so lo, las desarrol la

cu ando es t finamente div idid o y en p resenc ia de agua,

po r reacc in qum ica con hid rxido de calcio a la temp.

ambiente. (NCh 148 o f.68)

Carac tersticas :-Debe cumplir con los requisi to s NCh 161 of. 68.

-Calor d e hidratacin mas bajos.-Inh ibe la reaccin arido - alcal i .-Endu recim iento sea sensible al calor y al fr io.-Reducc in de la razn c linker / cemento .


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Tipos de CementosPort land Siderurg icos :Clinquer + Escoria de alto Horno

Propor cin en la Mezcla

% Escor ia Nombre del Cemento

Hasta 30 Port land SiderurgicoMas 30 Siderurgico

Carac tersti cas :

-Resis tencias inic iales menores.-Estab il idad vo lumtr ic a-Tiempos de fraguado norm ales-Se recom ienda en ho rm igones en medios hmedos

y agresivo s


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CementosEscoria:Produc to no metlico fo rmado bsic amente por si l ic atos yA lum inosi l icatos de calcio, que se desarrol la en una

Cond ic in de fund ic in simul tanea con h ierro en un

Al to horno.

Carac tersticas :-Subp roduc to de la fabr icacin del hierro.-En estado granu lado t iene propiedades aglomerantes al

combinarse con cal .


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Propiedades del Cemento Portland

Finu ra de MoliendaA mayor f in ura, mayor resis tencia inicial .A mayor f in ura, mayor calor de hid ratacin.

A mayor f inu ra, mayor im permeabi l idad.

A mayor f inura, mayor retraccin,

Se m ide con:Turb idmetro de Wagner ( NCh 149 of. 72).

Perm eabilmetro de B laine( NCh 159 of. 70).


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Propiedades del Cemento PortlandFinu ra del CementoSe llama sup erf ic ie especi f icade un polv o a la superf ic ie (expresada,po r ejemplo, en cm2) de un gramo de es te po lvo igual a la suma de las

super f ic ies ind iv idu ales de todos los g ramos.

La del cemento esta comprend ida entre 2500 y 4500 cm 2/g (BLAINE)

El mtodo de medida de la superf ic ie especifi ca mas co rrien temente

usado c onsis te en hacer c ircu lar un fluid o a travs del po lvo que seestud ia. Para el cemento este fluido es el aire.

Permeabi lmetro de B laine( NCh 159 of. 70).La determinacin de la f inura del cemento se basa en el hecho de que

la velo cidad de paso del aire a tr avs de una capa d e material condeterm inada po rosidad es func in del nmero y d el tamao de los

hu ecos ex is tentes en la capa, los cuales depend en del tamao de las

partcu las del m ater ial , y por lo tan to , de la superf ic ie especfica de ste.


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Fig. 4.2 Mtodo de Blaine


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Propiedades del Cemento PortlandPeso Especif ico (NCh 154 of.69)

Masa slidoRelac in = -------------------

Volumen

Port land Puro : 3.1Port land Especial : 2.9

Port land A . Resistenc ia : 3.0

Densidad Aparente:Cons idera el volum en de huecos y depende del grado deCompactacin.

Suelto : 1.1 1.2 kg /dm 3

Sacos : 42.5 kg . / 28 dm3 (1 p ie3) = 1.5 kg /dm3

Ti d f d d l t


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Tiempos de fraguado del cementoFraguado:

Espesamiento y endurecim iento progresivo de la mezcla

aguacemento

Tiene un in ic io y u n f inal

Paso del es tado liq u ido -plstic o a rg ido .

Hidratacin select iva de C3A y C3S y la elevacin de la Tde la pasta.Los t iempos de fraguados indican si la pasta esta

desarrol lando sus reaccio nes de hidratacin de manera norm al.

El yeso regula el t iempo de fraguado d el cemento.

Finu ra del cemento inf luy e en los t iempos de fraguado.

Endurecimiento:

Rigidizacin p rog resiva de la mezcla agua cemento , que

se mani f iesta por el desarrol lo de una capacidad resistente


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Efecto de la Temperatura en losTiempos de fraguado del

cemento

Tiempos de fraguado en el hormign


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Tiempos de fraguado en el hormign

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