Cemento Tecnologia de Concreto

8/19/2019 Cemento Tecnologia de Concreto

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UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CEMENTO

ALUMNO : ALVA CABELLOS, ESTUARDO

PROFESOR : ING. JUAN PAUL ENRIQUEZ ULLOA

CURSO : TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

Trujill ! "#$%


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I. INTRODUCCIÓN

La industria del Cemento depende para su correcto funcionamiento de unadecuado suministro de recursos naturales. Una planta de cemento de latecnología más avanzada, abastecida con materia prima que posea unacomposición química o mineralógica desfavorable, puede llegar a ser unapésima inversión.

La principal materia prima ocupada en la fabricación del cemento es la Caliza,compuesta por carbonato de calcio que se encuentra en su estado natural deroca en yacimientos subterráneos o en canteras, cuya formación dataprobablemente desde ace !".""".""" de a#os. $tros importantescomponentes del Cemento, son el yeso %compuesto de sulfato diidratado decalcio& y la puzolana %compuesto silicio aluminoso de origen volcánico&.

'stas reservas se caracterizan por ser recursos cuya ubicación, cantidad ycalidad son conocidas y estimadas por evidencias geológicas especí(cas, lasque permiten pronosticar la ley media y localizar zonas ricas y pobres dentro

del yacimiento. $tro aspecto importante es la selección del método dee)plotación de dicas reservas, dependiendo de la profundidad deemplazamiento, puede optarse por un método de e)plotación a cielo abierto osubterráneo.

'l Cemento es una mezcla comple*a de silicatos, aluminatos y aluminoferritosde calcio, *unto con una cantidad de constituyentes menores. 'l Cemento esrelativamente impuro, y estas impurezas pueden tener una marcadain+uencia sobre sus propiedades. Un cemento de buena calidad, es aquel quecumple cabalmente la función para la que fue elaborado, para esto se ancreado diversos tipos de cementos para usos especí(cos. esde el punto de

vista anterior, la calidad de cada tipo de cemento está normalizada porespeci(caciones o(ciales en las cuales se establece los límites mínimos ymá)imos para los diferentes parámetros tanto químicos como físicos con cuyocumplimiento se garantiza la calidad.


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II. DEFINICION

'l cemento es un material inorgánico (namente pulverizado, que al agregarleagua, ya sea sólo o mezclado con arena, grava u otros materiales similares,tiene la propiedad de fraguar y endurecer, incluso ba*o el agua, en virtud dereacciones químicas durante la idratación y que, una vez endurecido,

conserva su resistencia mecánica y estabilidad de volumen.

III. FABRICACION DEL CEMENTO

3.1. MATERIAS PRIMAS:

La materia prima para la elaboración del cemento %caliza, arcilla, arena,mineral de ierro y yeso& se e)trae de canteras o minas y, dependiendo de ladureza y ubicación del material, se aplican ciertos sistemas de e)plotación yequipos. Una vez e)traída la materia prima es reducida a tama#os que

puedan ser procesados por los molinos de crudo. a).-Caliza:

's el material calcáreo que se e)trae de canteras o yacimientosmineros.-e considera buena la piedra caliza que contiene carbonato de calcio enun !/ o más. 0ba*o de "/ ocasiona problemas. ebido a su durezase e)trae de las canteras con el empleo de e)plosivos. Una voladurapuede producir de 1" a 2"" mil toneladas de materia prima.

'l carbonato de calcio que contiene aporta !3/ de Ca$ 4 35/ de C$6.b).- Arcilla:

's también la principal fuente de álcalis %bases fuertes&. La arcillarepresenta apro)imadamente un 2!/ de la materia prima que formaráel clin7er.

La arcilla está constituida de la siguiente manera.

CONSITUENTES COMPOSICION !")Silica#$% &' Al(i*i$ +,-,Ói&$% &' Al(i*i$ 1/-1,

Ói&$ &' Fi'rr$ -10Ói&$ &' Calci$ +-1/

http://es.wikipedia.org/wiki/Calizahttp://es.wikipedia.org/wiki/Arcillahttp://es.wikipedia.org/wiki/Arenahttp://es.wikipedia.org/wiki/Hierrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Yesohttp://es.wikipedia.org/wiki/Arcillahttp://es.wikipedia.org/wiki/Arenahttp://es.wikipedia.org/wiki/Hierrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Yesohttp://es.wikipedia.org/wiki/Caliza


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3.0.- AREADOS:

S$* la% %(%#a*cia% 2(' %' aa&'* '* '&i$ &'l 4r$c'%$ la% c(al'%%$*:

a.- Ar'*a: Constituida de 8!/ a "/ de sílice.

b.- 5i'rr$: 9eneralmente se le encuentra formando ó)idos

magnetita, ematita, limonita, como sulfuros, pirita, pirrotita, etc.-e utiliza (erro para corregir la de(ciencia de Fe2O3 en el dise#o

del crudo.

3.3.- M6TODOS DE FABRICACIÓN DEL CEMENTO:

'l Cemento :ortland se puede obtener por los métodos que se indican acontinuación:

3.3.1.-P$r 78a 9'&a

'ste proceso implica que el material crudo omogenizado ingrese al ornoumedecido en forma de lodo, para me*orar el proceso de mezcla ysinterización.

3.3.0.-P$r 78a %'ca

-olo implica que el material crudo ingrese en forma de polvo, se precalientaen intercambiador de calor y luego ingresa al orno para la clin7erización y ladescarbonatación.

3.+.- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

'ste proceso empieza con la e)tracción de las materia primas que luego serántratadas de manera omogénea y mezcladas con algunas adiciones quefavorezcan en el rendimiento del producto esto implica la obtención delclin7er que viene acer la mezcla de todos componentes después de sercalcinados en el orno para posteriormente con la adición del yeso lleguemosal proceso (nal de lo que viene a ser la fabricación del cemento.


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DIARAMA DE BLO;UES:


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PANORAMA DEL PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CEMENTO PORTLAND

3.,.-Ob#'*ci'*izaci


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secundaria situada en la cámara de combustión, que se encuentra en la torredel precalentador. 'stas llamas se alimentan con combustibles tradicionales,como el carbón o el coque de petróleo, alternativamente como los neumáticoslo los lodos de depuradora, entre otros.

3.,.+.-Fabricaci el cemento Las distintascalidades del cemento se obtienen por la adición de materiales como escoriasde alto orno, umo de sílice, puzolanas naturales, cenizas volantes y caliza,que le permiten alcanzar determinadas características para su uso que seestablecen en la reglamentación vigente.

3.,..-E4'&ici


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I. T


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'sta alta resistencia inicial se logra al aumentar el contenido de C1- y C10 enel cemento, al molerlo mas (noF las especi(caciones no e)igen un mínimo de(nura pero se advierte un limite practico cuando las partículas son tanpeque#as que una cantidad muy peque#a de umedad pre idratada elcemento durante el almacenamiento mane*o. ado a que tiene un grandesprendimiento de calor el cemento Aipo no se debe usar en grandesvol=menes. Con 2!/ de C10 presenta una mala resistencia al sulfato. 'lcontenido de C10 puede limitarse al D/ para obtener una resistencia

moderada al sulfato o al 2!/ cuando se requiera alta resistencia al mismo.

. CEMENTO PÓRTLAND TIPO I:

Cemento de ba*o calor de idratación se a perfeccionado para usarse enconcretos masivos. 'l ba*o calor de idratación de Aipo G se logralimitándolos compuestos que mas in+uye en la formación de calor poridratación, o sea, C10 y C1-. ado que estos compuestos también producenla resistencia inicial de la mezcla de cemento, al limitarlos se tiene unamezcla que gana resistencia con lentitud. 'l calor de idratación del cemento

Aipo G suele ser de mas o menos el D"/ del Aipo , el 5!/ del Aipo y !!/del Aipo durante la primera semana de idratación. Los porcenta*es son unpoco mayores después de mas o menos un a#o. 's utilizado en grandesobras, moles de concreto, en presas o t=neles.

'. CEMENTO PÓRTLAND TIPO :

Cemento con alta resistencia a la acción de los sulfatos, se especi(ca cuandoay e)posición intensa a los sulfatos. Las aplicaciones típicas comprenden lasestructuras idráulicas e)puestas a aguas con alto contenido de álcalis y

estructuras e)puestas al agua de mar. La resistencia al sulfato del cemento Aipo G se logra minimizando el contenido de C10, pues este compuesto es elmás susceptible al ataque por el sulfato.


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Tabla 1. Fases del cemento y sus propiedades

Constituyentes

Hórmula 0breviatura

Calor deidratación %calIg&

:ropiedadestécnicas del

cementoSilica#$

#ricGlcic$1Ca$.-i$6 C1- 261 'ndurecimiento

rápidoF alto calorde idratación.

Silica#$&icGlcic$

6Cao.-i$6 C6- 56 'ndurecimientolento, de

crecimientosostenido. Ea*o

calor de

idratación.Al(i*a#$#ricGlcic$

1Ca$.0l6$1 C10 681 'n cantidadeselevadas,

endurecimiento yfraguado rápidos.

:or su elevadocalor de

idratación, aytendencia a(suración.

-ensibilidad a lossulfatos.

F'rri#$al(i*a#$

cGlcic$

6Ca$%He6$1.0l6$1&

C6%0H& 2"" 'ndurecimientolentoF resistente a

las aguasselenitosas.

Cal libr' Ca$ C 688 'n peque#ascantidades no es

per*udicialF engrandes

cantidades,provoca e)pansióny fraguado rápido.

Ma>*'%ialibr'

;g$ ; 6"1 'n cantidadesgrandes, e)pansión

por idratación yposterior (suración


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Tabla 0. C$4$%ici


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+.0.3.-CEMENTO ALUMINOSO

'l cemento aluminoso se produce a partir principalmente de la bau)ita conimpurezas de ó)ido de ierro %He6$1&, ó)ido de titanio %Ai$6& y ó)ido de silicio%-i$6&. 0dicionalmente se agrega calcáreo o bien carbonato de calcio. 'lcemento aluminoso, también llamado Jcemento fundidoK, por lo que latemperatura del orno alcanza asta los 2.5"" C y se alcanza la fusión de los

componentes. 'l cemento fundido es colado en moldes para formar lingotesque serán enfriados y (nalmente molidos para obtener el producto (nal.

'l cemento aluminoso tiene la siguiente composición de ó)idos>

C$@-AAU4'@ A'-

/%peso&

CaO 1!?

3"/Al0O3 3"?!"/

SiO0 !/

F'0O3 !?2"/

TiO0 2/

:or lo que se re(ere a sus reales componentes se tiene>

• 5"?8"/ Ca$0l6$1

• 2"?2!/ 6Ca$-i$6

• 3Ca$0l6$1He6$1

• 6Ca$0l6$1-i$6

:or lo que se re(ere al ó)ido de silicio, su presencia como impureza tiene queser menor al 5 /, porque el componente al que da origen, es decir el%6Ca$0l6$1-i$6& tiene pocas propiedades idró(las %poca absorción de agua&.

+.0.+.-CEMENTO BLANCO

Contrariamente a los cementos férricos, los cementos blancos tienen unmódulo de fundentes muy alto, apro)imadamente 2". 'stos contienen por lotanto un porcenta*e ba*ísimo de He6$1. ' color blanco es debido a la falta delierro que le da una tonalidad grisácea al :ortland normal y un gris más

http://es.wikipedia.org/wiki/Bauxitahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_hierrohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_titanio_(IV)http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_siliciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calc%C3%A1reohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbonato_de_calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Bauxitahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_hierrohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_titanio_(IV)http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_siliciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calc%C3%A1reohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbonato_de_calcio


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oscuro al cemento férrico. La reducción del He6$1 es compensada con elagregado de +uorita %CaH6& y de criolita %@a10lH5&, necesarios en la fase defabricación en el orno.

. PROPIEDADES DE LOS CEMENTOS

,.1.-.FINURA

'l tama#o de los granos del cemento está comprendido entre 6 y 2!"micrones. Los granos más activos son aquellos comprendidos en 1 y 1"micrones. Los granos menores de 1 micrones se idratan casiinstantáneamente al entrar en contacto con el agua, mientras que los granossuperiores a 5" micrones son prácticamente inertes, ya que su idratación ese)tremadamente lenta.

La (nura se puede determinar por diversos métodos>

Aamizado> sólo asta cierto tama#o. -uper(cies especí(cas> permeabilímetro Elaine. -eparación por corrientes de aire> 0lpine. $tros> rayo láser, sedimentación.

,.0.-. PESO ESPECHFICO ABSOLUTO

-e llama peso especí(co absoluto a la relación entre el peso del cementoy el volumen real que ocupan los granos.

,.3.-. TIEMPO DE FRAUADO

's el tiempo que transcurre entre el momento en que el cemento se mezclacon agua para formar una pasta y el momento en que la pasta pierdeplasticidad.

-e determina con el aparato de Gicat y la determinación consiste en acerpenetrar una agu*a de 2 milímetro cuadrado de super(cies con un peso de1"" gr, en la pasta de consistencia normal colada en un molde determinado.

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluoritahttp://es.wikipedia.org/wiki/Criolitahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fluoritahttp://es.wikipedia.org/wiki/Criolita


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0parato de Gicat

'n el momento en que la agu*a se detiene a 3 mm del fondo, se le consideracomo tiempo de principio de fraguado y cuando la agu*a penetra solamente".! mm, se considera como (n de fraguado.

'l principio de fraguado de los cementos de alta resistencia no puede serinferior a 3! minutos y en los cementos corrientes debe ser a lo menos de 2ora.

,.+.- CONSISTENCIA NORMAL

's la cantidad de agua e)presada como porcenta*e del peso del cemento, quecon(era a la pasta una plasticidad determinada.

La consistencia normal se determina con la sonda de Aetma*er. 'lla es unvástago pulido de 2 cm de diámetro que se ace penetrar en la pasta con unpeso de 1"" grs. -e considera que la pasta tiene consistencia normal cuandose detiene a 5 mm del fondo.

,.,.- RESISTENCIA MECNICA

Los cementos deben ser capaces de conferir resistencias iguales o superioresa las determinadas por las normas, a las probetas preparadas con un morterocuyos componentes, fabricación, conservación y ensayo están normalizados%@C 2!D $f 5D&.

,..- CALOR DE 5IDRATACIÓN

'l endurecimiento de los cementos se produce por reacciones químicas entre

los compuestos mineralógicos de los cementos y agua de amasado. 'stasreacciones transforman a los componentes anidros inestables encompuestos idratados estables.Las reacciones se producen con desprendimiento de calor y seg=n laproporción en que esté presente cada uno de los compuestos principales, seráel calor resultante desprendido por el cemento, de tal forma que abrácementos con ba*os, medianos y alto calor de idratación.


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,.J.-RESISTENCIA AL ATA;UE ;UHMICO

0lgunos productos químicos atacan a los cementos. Los de mayor incidenciason> ataques de sulfatos, reacción álcalis?áridos, ataque de aguas puras,permutación de cationes y carbonatación.

,.K.-5IDRATACIÓN DEL CEMENTO

Los cementos son sistemas químicos de compuestos anídridos inestablesque al combinarse con agua forman compuestos idratados estables.

Los compuestos mineralógicos idratados son los responsables de laresistencia del cemento.

Mueda como producto de la idratación el idró)ido de calcio o portlandita Ca%$N&6 que le otorga un pN alto a la solución, creando un medio apropiadopara la estabilidad de los (erros del ormigón armado.

-in embargo, el idró)ido de calcio es inestable con ciertas condiciones y se

puede carbonatar con C$6 del aire o puede ser disuelto por aguas puras oaciduladas, o bien puede intercambiar su catión calcio por otro tal como elmagnesio, dando origen a productos solubles o no aglomerantes.

'l C1- y C30H también forman productos idratados, pero su contribución a lasresistencias es limitada.

'l aluminato tricálcico en presencia de aguas sulfatadas se combina con lossulfatos dando origen a una sal altamente e)pansiva llamada intriguita, queprovoca la destrucción del ormigón.

'n los cementos :uzolánicos se combina la puzolana con el idró)ido de calcioy con el agua, dando origen a compuestos idratados estables y resistentes.

0l mezclar cemento con agua se forma primero una pasta plástica, coesiva,moldeada y permanece con estas características durante un tiempo, astaque llegado un instante pierde la plasticidad y se comienza a poner rígidaF almismo tiempo que desarrolla calor. 'ste es el momento en que seconsideracomo fraguado y a partir del cual no se debe traba*ar la pasta o elmortero o el ormigón formado con ella. 'l principio es de fraguado rápido yentre 1 y ! oras en lo de fraguados lentos.

La idratación de los compuestos mineralógicos es lentaF dependiendo en elambiente en que quede ubicado el cemento pueden durar dos a#os. -inembargo, se considera que en los cementos portland corrientes, el D"/ seidrata antes de 6D días y, por lo tanto, se a (*ado esa edad para veri(car omedir las resistencias.Las reacciones de idratación se desarrollan con desprendimientos de calor yretracción. 'stas propiedades deben ser consideradas en los proyectos para


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controlar alg=n efecto negativo derivado de alguna contracción térmicaposterior.;antener la pasta, los morteros u ormigones, en ambiente saturado deumedad mientras se desarrollan las reacciones de idratación, conducirá adisminuir las retracciones y aumentar las resistencias.

I. LA INDUSTRIA CEMENTERA EN EL PER

K.1.-La 4r$&(cci


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Combustible> CarbónCapacidad instalada de clin7er %A;&> 2 !"" """, 5" """ Aipos>

Cemento :ortland Aipo Cemento :ortland Aipo Cemento :ortland Aipo G Cemento :ortland :uzolánico Aipo : Cemento :ortland ;-?0-A; C?22!8 Cemento :ortland Compuesto Aipo 2Co

D) C''*#$% S'l7a S.A. Cemento :ortland Aipo Cemento :ortland Aipo Cemento :ortland Aipo G

Cemento :ortland :uzolánico Aipo : Cemento :ortland Compuesto Aipo 2CoQ

E) C''*#$ S(r S.A.Hábrica> Coracoto ? Ruliaca:roceso> N=medoCombustible> CarbónCapacidad instalada de clin7er %A;&> 6 """, 51 """ Aipos>

Cemento :ortland Aipo ? ;arca PBumiP Cemento :ortland :uzolánico Aipo :; ? ;arca PntiP Cemento :ortland Aipo S Cemento :ortland Aipo GS

F) (ra S.A.Hábrica> 4ura ? 0requipa:roceso> -ecoCombustible> :etróleo

Capacidad instalada de clin7er %A;&> 65" """, 32" """ Aipos> Cemento :ortland Aipo Cemento :ortland Aipo : Cemento :ortland Aipo :; Cemento de alba#ilería, marca estuco Hle)


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REFERENCIA BIBLIOGRAFÍA

@'GLL', 0. ;. %2&. A'C@$L$9T0 'L C$@CB'A$. ;C4C.

C0@0C';. %s.f.&. ttp>II.canacem.org.m)ItiposVdeVcemento.tm.pdf .o(cemen.com ttp>II.cruzazul.com.m)IproductosIelabV"2.tml
http://www.canacem.org.mx/tipos_de_cemento.htm.pdfhttp://www.canacem.org.mx/tipos_de_cemento.htm.pdf

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