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HISTORIA DEL CEMENTO
Introduccin
De todos los conglomerantes hidrulicos el cemento portland y sus derivados son los
ms empleados en la construccin debido a estar formados, bsicamente, por
mezclas de caliza, arcilla y yeso que son minerales muy abundantes en la
naturaleza, ser su precio relativamente bajo en comparacin con otros materiales y
tener unas propiedades muy adecuadas para las metas que deben alcanzar.
Dentro de los conglomerantes hidrulicos entran tambin los cementos de hornoalto, los puzolnicos y los mitos, teniendo todos stos un campo muy grande de
empleo en hormigones para determinados medios, as! como los cementos
aluminosos "cementos de aluminato de calcio", que se aplican en casos especiales.
#os cementos se emplean para producir morteros y hormigones cuando se mezclan
con agua y ridos, naturales o artificiales, obtenindose con ellos elementos
constructivos prefabricados o construidos "in situ".
Antecedentes
$ace %.&&& a'os aparecen al norte de (hile las primeras obras de piedra unidas por
un conglomerante hidrulico procedente de la calcinacin de algas, estas obras
formaban las paredes de las chozas utilizadas por los indios.
#os egipcios emplearon morteros de yeso y de cal en sus construcciones
monumentales.
)n *roya y +icenas, dice la historia que, se emplearon piedras unidas por arcilla
para construir muros, pero, realmente el hormign confeccionado con un m!nimo de
tcnica aparece en unas bvedas construidas cien a'os antes de .(.
#os romanos dieron un paso importante al descubrir un cemento que fabricaban
mezclando cenizas volcnicas con cal viva. )n -uteoli conocido hoy como -uzzuoli
se encontraba un depsito de estas cenizas, de aqu! que a este cemento se le
llamase "cemento de puzolana".
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(on hormign construye gripa en el a'o /0 antes de .(. el -anten en 1oma, que
ser!a destruido por un incendio y reconstruido posteriormente por driano en el a'o
2/& de nuestra era y que, desde entonces, desafi el paso de tiempo sin sufrir da'os
hasta el a'o 3&4 se transform en la iglesia de 5anta +ar!a de los +rtires. 5u
c6pula de 77 metros de luz est construida en hormign y no tiene mas huecos que
un lucernario situado en la parte superior.
Historia del cemento portland
$asta el siglo 89III puede decirse que los 6nicos conglomerantes empleados en la
construccin fueron los yesos y las cales hidrulicas, sin embargo, es durante este
siglo cuando se despierta un inters notable por el conocimiento de los cementos.
ohn 5meaton, ingeniero de :or;shire el faro de
)ddystone en la costa de (ornish, se encuentra con que los morteros formados por
la adicin de una puzolana a una caliza con alta proporcin de arcilla eran los que
mejores resultados daban frente a la accin de las aguas marinas y que la presencia
de arcilla en las cales, no slo las perjudicaba sino que por el contrario, las
mejoraba, haciendo que estas cales fraguasen bajo el agua y que una vezendurecidas fuesen insolubles en ella.
-uede decirse con acierto que el primer padre del cemento fue 9icat a l se debe el
sistema de fabricacin que se sigue empleando en la actualiad y que propuso en
2>20. 9icat fue un gran investigador y divulgador de sus trabajos? en 2>2> public su
"Recherches experimentales" y en 24/> "Mortiers et ciments calcaires". )n estos
trabajos marca la pauta a seguir en la fabricacin del cemento por medio de mezclas
calizas y arcillas dosificadas en las proporciones convenientes y molidas
conjuntamente. )l sistema de fabricacin que emple 9icat fue el de v!a h6meda y
con l marc el inicio del actual proceso de fabricacin. )ste gran cient!fico en 2>%@
empieza a estudiar la accin destructiva del agua de mar sobre el mortero y
hormign.
)n 2>/7, oseph spdin, un constructor de #eeds en Inglaterra, daba el nombre de
cemento portland y patentaba un material pulverulento que amasado con agua y conarena se endurec!a formando un conglomerado de aspecto parecido a las calizas de
la isla de -ortland. -robablemente, el material patentado por spdin era una caliza
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hidrulica debido, entre otras cosas, a las bajas temperaturas empleadas en la
coccin.
)n 2>@> Arunel emplea por primera vez un cemento procedente de la fbrica despdin en el que se hab!a logrado una parcial sinterizacin por eleccin de una
temperatura adecuada de coccin. )ste cemento se aplic en la construccin de un
t6nel bajo el r!o *mesis en #ondres.
-uede decirse que el prototipo del cemento moderno fue producido a escala
industrial por Isaac ohnson quien en 2>7% logra conseguir temperaturas
suficientemente altas para clin;erizar a la mezcla de arcilla y caliza empleada como
materia prima.
)l intenso desarrollo de la construccin de ferrocarriles, puentes, puertos, diques,
etc., en la segunda mitad del siglo 8I8, da una importancia enorme al cemento y las
fbricas de ste, especialmente las de cemento natural, empiezan a etenderse por
doquier.
)s a partir de 24&& cuando los cementos portland se imponen en las obras de
ingenier!a y cuando empieza un descenso veloz del consumo de cementos
naturales.
ctualmente, el cemento portland ha llegado a una gran perfeccin y es el material
industrializado de construccin de mayor consumo 5e puede decir que el cemento
es el alma del hormign, yendo destinada, prcticamente, toda su produccin a en
lazar piedras sueltas para crear el material ptreo que conocemos como hormign.
#as investigaciones llevadas a cabo por los padres del cemento +ichaelis y #e
(hatelier, en 2>0& y 2>>&, fueron fundamentales y muy meritorias para el desarrollo
de este material. )n ellas se apoya toda la investigacin actual que emplea tcnicas
de anlisis muy sofisticadas y rpidas.
5i desea informacin sobre la industria del cemento en )spa'a consulte la Beb
de Cficemen.
http://www.oficemen.com/http://www.oficemen.com/7/23/2019 CEMENTO...01 (1)
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DESCRIPCIN DE LOS COMPONENTES
5e pueden establecer dos tipos bsicos de cementos
2. de origen arcilloso obtenidos a partir de arcillay piedra calizaen proporcin 2
a 7 aproimadamente?
/. de origen puzolnico la puzolanadel cemento puede ser de origen orgnico o
volcnico
elemento, diferentes por su composicin, por sus propiedades de resistencia y
durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos.
Desde el punto de vista qu!mico se trata en general de una mezcla de silicatos y
aluminatos de calcio, obtenidos a travs del cocido de calcreo, arcilla y arena. )l
material obtenido, molido muy finamente, una vez que se mezcla con aguase
hidrata y solidifica progresivamente. -uesto que la composicin qu!mica de loscementos es compleja, se utilizan terminolog!as espec!ficas para definir las
composiciones.
)l cemento portland
)l poso de cemento ms utilizado como aglomerante para la preparacin
del hormignes el cemento portland, producto que se obtiene por la pulverizacin
del clin;er portlandcon la adicin de una o ms formas de yeso
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pulverizados conjuntamente con el clin;er. (uando el cemento portland es mezclado
con el agua, se obtiene un producto de caracter!sticas plsticas con propiedades
adherentes que solidifica en algunas horas y endurece progresivamente durante un
per!odo de varias semanas hasta adquirir su resistencia caracterstica. )l proceso de
solidificacin se debe a un proceso qu!mico llamado hidratacin mineral.
(on el agregado de materiales particulares al cemento
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componente mayormente atacable por las aguas agresivas, estos cementos,
conteniendo una menor cantidad, son ms resistentes a las aguas agresivas que el
plstico.
(ementos blancos
(ontrariamente frricos, los cementos blancostienen un mdulo de fundentes muy
alto, aproimadamente 2&. )stos contienen por lo tanto un porcentaje baj!simo de
Ee/C@. )I color blanco es debido a la falta del hierro que le da una tonalidad griscea
al -ortland normal y un gris ms oscuro al cemento ferrico. #a reduccin del
Ee/C@es compensada con el agregado de fluorita
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puzolana mezclada con cal apenas antes de su uso y colada bajo agua,
probablemente utilizando un tubo, para depositarla en el fondo sin que se diluya en
el agua de mar. #os tres muelles son visibles todav!a, con la parte sumergida en
buenas condiciones despus de /2&& a'os.
#a puzolana es una piedra de naturaleza cida, muy reactiva, al ser muy porosa y
puede obtenerse a bajo precio. Gn cemento puzolnico contiene aproimadamente
%%H0& de clin;er -ortland
@&H7% de puzolana
/H7 de yeso
-uesto que la puzolana se combina con la cal
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durante el fraguado. Ctra caracter!stica de estos cementos es su elevada alcalinidad
natural, que lo rinde particularmente resistente a la corrosin atmosfrica causada
por los sulfatos.
*iene alta resistencia qu!mica, de cidos y sulfatos, y una alta temperatura al
fraguar.
(emento de fraguado rpido
)l cemento de fraguadorpido, tambin conocido como "cemento romano prompt
natural", se caracteriza por iniciar el fraguado a los pocos minutos de su preparacin
con agua. 5e produce en forma similar al cemento -ortland, pero con el horno a una
temperatura menor
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7&H%& ido de aluminio
% ido de silicio
%H2& ido de hierro
2 ido de titanio
5u composicin completa es
3&H0& (aCl/C@
2&H2% /(aC5iC/
7(aCl/C@Ee/C@
/(aCl/C@5iC/
-or lo que se refiere al ido de silicio, su presencia como impureza tiene que ser
menor al 3 , porque el componente al que da origen, es decir el
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c6bicos= y una mayor produccin de l
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(alor de hidratacin muy eotrmico. Desprende rpidamente una gran
cantidad de calor.
+uy resistente a sulfatos y muy buena durabilidad y resistente a compuestos
cidos
Auenas propiedades refractarias, aguanta 1!!"1#!! $Cmanteniendo
resistencias y propiedades f!sicas.
)puesto a condiciones de ata temperatura y alta humedad $
-ierde 2> molculas de agua y deja poros al evaporarse, en consecuencia pierde
toda resistencia
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$ormign proyectado.
Fo resulta nada indicado para
$ormign armado estructural.
$ormign en masa o armado de grandes vol6menes.
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)l cemento
)l cemento es un conglomerante hidrulico, es decir, un material inorgnico
finamente molido que amasado con agua, forma una pasta que fragua y endurecepor medio de reacciones y procesos de hidratacin y que, una vez endurecido
conserva su resistencia y estabilidad incluso bajo el agua.
Dosificado y mezclado apropiadamente con agua y ridos debe producir un
hormign o mortero que conserve su trabajabilidad durante un tiempo suficiente,
alcanzar unos niveles de resistencias preestablecido y presentar una estabilidad de
volumen a largo plazo.
)l endurecimiento hidrulico del cemento se debe principalmente a l hidratacin de
los silicatos de calcio, aunque tambin pueden participar en el proceso de
endurecimiento otros compuestos qu!micos, como por ejemplo, los aluminatos. #a
suma de las proporciones de ido de calcio reactivo
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DESCRIPCIN DE LOS COMPONENTESCaliza &L'
)specificaciones
(a(C@SR 0% en masa.
(ontenido de arcilla U 2,/& gP2&& g.
(ontenido de carbono orgnico total *C(= UR &,%& en masa.
Caliza &LL'
)specificaciones
(a(C@SR 0% en masa.
(ontenido de arcilla U 2,/& gP2&& g.
(ontenido de carbono orgnico total *C(= UR &,/& en masa.
Cenizas (olantes calc)reas &*'
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#as cenizas volantes se obtienen por precipitacin electrosttica o mecnica
de part!culas pulverulentas arrastradas por los flujos gaseosos de hornos
alimentados con carbn pulverizado. #a ceniza volante calcrea es un polvo
fino que tiene propiedades hidra6licas yPo puzolnicas.
(omposicin 5iC/reactivo, l/C@, Ee/C@y otros compuestos.
)specificaciones
(aC reactivo S 2&,& en masa si el contenido est entre el 2&,& y el
2%,& las cenizas volantes calcreas con ms del 2%,& tendrn una
resistencia a compresin de al menos 2&,& +pa a /> d!as
5iC/reactivo SR /%
)pansin estabilidad= UR 2& mm
-rdida por calcinacin UR %,& en masa si est entre el %,& y 0,&
en masa
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(aC libre U 2,& en masa si el contenido es superior al 2,& pero
inferior al /,% es tambin aceptable con la condicin de que el
requisito de la epansin
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(omposicin qu!mica (aC, 5iC/, +gC, l/C@y otros compuestos.
)specificaciones
Ease v!trea SR /P@
(aC N +gC N 5iC/SR /P@
(aC N +gC=P5iC/= S 2,&
Es2/istos calcinados &T'
)l esquisto calcinado, particularmente el bituminoso, se produce en un horno
especial a temperaturas de aproimadamente >&&W( y finamente molido
presenta propiedades hidrulicas pronunciadas, como las del cemento
-ortland, as! como propiedades puzolnicas.
(omposicin 5iC/, (aC, l/C@, Ee/C@y otros compuestos.
)specificaciones
1esistencia a compresin a /> d!as SR /%,& +-a
#a epansin estabilidad= UR 2& mm
NOTA35i el contenido en sulfato 5C@del esquisto calcinado ecede el l!mite
superior permitido para el contenido de sulfato en el cemento, esto debe
tenerse en cuenta por el fabricante del cemento reduciendo
convenientemente los constituyentes que contienen sulfato de calcio.
H/mo de S+lice &D')l humo de 5!lice se origina por la reduccin de cuarzo de elevada pureza
con carbn en hornos de arco elctrico, para la produccin de silicio y
aleaciones de ferrosilicio, y consiste en part!culas esfricas muy finas.
)specificaciones
5iC/= amorfo SR >%
-rdida por calcinacin UR 7,& en masa
5uperficie espec!fica A)*= SR 2%,& m/Pg
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P/zolana nat/ral &P'
#as puzolanas naturales son normalmente materiales de origen volcnico o
rocas sedimentarias de composicin sil!cea o silicoHaluminosa o combinacin
de ambas, que finamente molidos y en presencia de agua reaccionan para
formar compuestos de silicato de calcio y aluminato de calcio capaces de
desarrollar resistencia.
(omposicin qu!mica 5iC/reactivo, l/C@, Ee/C@, (aC y otros compuestos.
)specificaciones 5iC/reactiva S /%
P/zolana nat/ral calcinada &4'
#as puzolanas naturales calcinadas son materiales de origen volcnico,
arcillas, pizarras o rocas sedimentarias activadas por tratamiento trmico.(omposicin qu!mica 5iC/reactivo, l/C@, Ee/C@, (aC y otros compuestos.
)specificaciones 5iC/reactiva S /%
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