CEMENTO: Fabricación, tipos y propiedades.

CEMENTO:

Fabricación, tipos y propiedades.

Carlos Oyarzabal Schroeder

Museo del cemento

Dirección:

Avda. de Añorga, 36 20080 SAN SEBASTIAN Tlfno.: (943) 364192

Web de Financiera y Minera:

Fábricas de Financiera y Minera

Índice

• Reseña histórica.

• Constituyentes del cemento Portland

– El clinker

– El regulador de fraguado – Las adiciones

• Proceso de fabricación del cemento • Tipos de cementos

• Certificación

Índice

• Bases para la utilización de cementos

– Elección por naturaleza o aplicación

– Elección por circunstancia de hormigonado – Elección por clase de exposición

Reseña histórica

• 700 antes J.C. Los etruscos utilizan puzolana+cal para preparar un mortero

• 100 antes J.C. Los romanos utilizan puzolana+cal para hacer hormigón R_c= 5 MPa

• Hasta 1750 el hormigón romano no se utiliza. Solo se emplea la cal como conglomerante

• 1750-1800 se investigan mezclas calcinadas de arcilla y caliza.

• 1756 Smeaton compara el aspecto y dureza con la piedra de Portland

Reseña histórica

(cont.)

• 1796 Parker fabrica el cemento natural

• 1818 Vicat explica comportamiento de estos conglomerantes • 1824 Aspdin patenta el cemento Portland

• 1825-1872 Primeras fábricas en Inglaterra, Francia, Alemania • 1880 Se estudian las propiedades hidráulicas de la escoria de

alto horno

• 1890 Primeras fábricas de cemento en España

• 1980 1500 fabricas producen cerca de 800 millones de Tn/año

Constituyentes del cemento Portland

• Clinker

• Regulador de fraguado: yeso, anhidrita, etc. • Agente de molienda • Adiciones – Caliza – Escoria – Ceniza volante – Humo de sílice – Puzolanas naturales

Constituyentes del cemento Portland

El clinker

• El clinker de cemento Portland se obtiene por cocción a una temperatura de 1450ºC de una mezcla de materias primas, principalmente caliza y arcilla. El producto

constituido en su mayor parte por silicato de calcio

obtenido por cocción hasta fusión parcial (clinkerización) de una mezcla definida y homogénea de materiales que contienen, principalmente, CaO, SiO_2,, Al₂O₃ y Fe₂O₃.

• Se presenta en forma de bolas redondeadas (5 a 8 mm de diámetro)

Constituyentes del cemento Portland

El clinker: componentes mineralógicos

• C3S: Silicato tricácico

– Desarrolla resistencias mecánicas a edades tempranas

• C2S: Silicato bicálcico

– Desarrolla resistencias mecánicas a edades últimas

• C3A: Aluminato tricálcico

– Genera gran calor de hidratación y participa de resistencias

mecánicas a edades tempranas

• C4AF: Ferroaluminato tetracálcico

– No desarrolla resistencias mecánicas C3S C2S C3S C3A C3A C4AF

Constituyentes del cemento Portland

Clinker: hidratación de los constituyentes

Hidratación

Velocidad Calor

Observaciones

C₃S Rápida Alto Principal responsable resistencias mecánicas C₂S Lenta Bajo Resistencias mecánicas a

largo plazo

C₃A Muy rápida Muy alto Responsable fraguado rápido Sensible a sulfatos

Constituyentes del cemento Portland

El regulador de fraguado

• YESO

Constituyentes del cemento Portland

Regulador de fraguado:sulfato de calcio

Función

• La hidratación del C3A es muy rápida y violenta

produciendo el fraguado de toda la masa. El sulfato de

calcio reacciona con el C3A para constituir sulfoaluminato de calcio hidratado que forma una membrana alrededor de aquel que frena su hidratación. El sulfato de calcio en

exceso puede ser perjudicial para la durabilidad del hormigón.

Constituyentes del cemento Portland

Las adiciones

• Caliza: Piedra caliza actúa como filler (relleno de huecos) de la pasta/mortero de cemento.

• Escoria de alto horno: Subproducto de la fabricación de hierro en un alto horno.

• Ceniza Volante: Subproducto de la combustión de carbón en las Centrales Térmicas.

• Humo de sílice: Subproducto de la industria del ferrosilíceo

• Puzolana natural: proveniente de rocas volcánicas, magmáticas

Constituyentes del cemento Portland

Las adiciones

• Materiales inorgánicos, puzolánicos o con

hidraulicidad latente que, finamente divididos,

pueden ser incorporados durante la fabricación del

cemento o añadidos al hormigón con el fin de

mejorar alguna de sus propiedades o conferirle

características especiales.

Constituyentes del cemento Portland

Las adiciones

• Técnicos

• Económicos

Constituyentes del cemento Portland

Las adiciones

• Caliza

• Escoria granulada de alto horno

• Ceniza volante

• Microsílice (humo de sílice)

• Puzolanas naturales

– cenizas volcánicas – piedra pómez

– esquistos arcillosos – metacaolín

Constituyentes del cemento Portland

Las adiciones

• Puzolanas naturales (cont.)

– Tierra diatomeas – Etc...

Adiciones en el hormigón. Aspectos

normativos

• La EHE estipula en su articulado 29.2:

• Hormigón armado: la instrucción sólo recoge

únicamente la utilización de cenizas volantes y el

humo de sílice como adiciones al hormigón en el

momento de su fabricación.

• Hormigón pretensado: Se prohíbe el uso, excepto

el humo de sílice, de adiciones de cualquier tipo, y

en particular de las CV.

Adiciones al hormigón

• Cenizas volantes (EHE)

• Microsílice (EHE)

Adiciones al cemento vs. hormigón

• El cemento como incorporador de adiciones

– Ventajas:

• Propiedades de la adición controlables (mayor homogeneidad) • Mayor control en el % de adición

• Menor necesidad de silos en obra • Ensayos de control no necesarios

– Desventajas

Constituyentes del cemento Portland

Las adiciones

• Caliza o filler calizo

• Escoria granulada

• Cenizas volantes

• Microsílice

Constituyentes del cemento Portland

El filler calizo

• La literatura técnica confirma la equivalencia entre

cementos con caliza y cementos Portland en

términos de resistencia y durabilidad

• Ventajas:

– La trabajabilidad de los hormigones mejora con los cementos que contienen filler calizo

– La resistencia inicial queda incrementada con la adición de filler (a igual resistencia a 28 días)

Constituyentes del cemento Portland

El filler calizo

• Ventajas (cont.):

– Como las CV o cualquier adición mineral de cierta

finura, el filler calizo presenta un efecto de “relleno de huecos” debido a su granulometria. Dicho efecto

mejora la distribución de tamaños de poro y la compacidad, lo cual es beneficioso en términos resistentes y de durabilidad

– Mejora la permeabilidad, la capilaridad, la exudación y la tendencia a la fisuración, así como el aspecto de los paramentos

Constituyentes del cemento Portland

El filler calizo

• Desventajas

Constituyentes del cemento Portland

El filler calizo

– Se achaca a reacciones físico-químicas entre la calcita y el resto de componentes del cemento: solución sólida de calcita y CSH y por otro lado la formación de

Monocarbo-aluminato de calcio

– La molienda del clinker y de los materiales calizos debe ser simultánea.

– Estudios recientes demuestran la importancia no sólo de su composición química y mineralógica, sino tambien petrográfica...en concreto su factor de reducción.

– El cemento más apropiado para adicionar calizas es aquel con alto contenido en aluminato tricálcico.

Constituyentes del cemento Portland

Escoria granulada de alto horno

• La arena de escorias es un material hidraúlico

latente (necesita de un activador). Se utilizan en la

práctica Ca(OH)

₂

y sulfatos

• Sólo son activas las escorias de alto hormo

granuladas y vítreas, no las aterronadas cristalinas

• Se obtienen por templado de la escoria fundida, en

agua (granulación). % agua <10%, diámetro

<3mm

Constituyentes del cemento Portland

Escoria granulada de alto horno

Constituyentes del cemento Portland

Escoria granulada de alto horno

• Al igual que los filleres calizos, las cenizas

volantes y las puzolanas, muestra una doble

acción: reactividad química y ajuste de la curva

granulométrica. Algún autor menciona tambien el

efecto de retención de agua y relleno de huecos

(lubricante interno)

• Se considera apta cuando (CaO + MgO +

Al

₂

O

₃

)/SiO

₂

>1. No se puede predecir las

propiedades hidraúlicas mediante una fórmula

sencilla.

Constituyentes del cemento Portland

Escoria granulada de alto horno

• Ventajas:

– Alta resistencia química (agua de mar, sulfatos) – Resistencia reacción árido-álcali

– Buenas resistencias R28

– Reducción de la exudación. Mejora por ello los acabados

– A partir de una dosificación permite acabados claros – Reducción pico exotérmico

– Ligera reducción en la demanda de agua (para SEB 5000-6000 reduce un 6%)

Constituyentes del cemento Portland

Escoria granulada de alto horno

• Desventajas:

– Incremento tiempos de fraguado inicicial y final (1 hora)

– Mayor sensibilidad al curado – Menores resistencias iniciales

– Al igual que las CV, debido a su naturaleza vítrea reduce la demanda de agua, sin embargo debido a la textura y forma de las partículas, la trabajabilidad y el acabado no es tan bueno como en aquellas

Constituyentes del cemento Portland

Cenizas volantes

• Residuos sólidos vítreos recogidos por

precipitación electrostática o por captación

mecánica de los polvos que acompañan a los gases

de combustión de los quemadores de centrales

termoeléctricas alimentadas por carbones

pulverizados.

• La proporción de los vidrios (SiO

₂

, Al

₂

O

₃

, Fe

₂

O

₃

)

debe ser la mayor posible y mínima la de

Constituyentes del cemento Portland

Cenizas volantes

Constituyentes del cemento Portland

Cenizas volantes

– En edificación, la cantidad máxima de adición en

hormigones estructurales no excederá del 35% del peso de cemento.

– Al ser un subproducto industrial, deberá tenerse

especial cuidado en comprobar su regularidad a traves de un control en recepción adecuado.

Constituyentes del cemento Portland

Cenizas volantes

• Las prescripciones y ensayos que deben cumplir

son las siguientes:

– No contendrán elementos perjudiciales en cantidades tales que afecten a la durabilidad del hormigón o

provoquen corrosión del acero de las armaduras

– Cumplirán las especificaciones de la UNE EN 450:95

• Anhídrido sulfúrico SO3 (UNE EN 196-2:96) máx 3,0 %

• Cloruros (UNE 80217:91) máx 0,1%

Constituyentes del cemento Portland

Cenizas volantes

• Las prescripciones y ensayos (continuación)

– Finura (UNE EN 451-2:95) c.r.t. 45 micras máx 40 % – Indice de actividad (UNE EN 196-1:96)

• A los 28 días > 75%

• A los 90 días > 85%

– Expansión por el método de agujas (UNE EN 196-3:96)

• Condición si CaO mayor del 1% (sin superar 2,5%) < 10 mm

– Los resultados de los análisis y ensayos previos estrán a disposición de la dirección de obra.

Constituyentes del cemento Portland

Cenizas volantes

• Ventajas:

– Incremento de maniabilidad y bombeabilidad.

– Reducción de la demanda de agua (7% para 30% de sust.). No con partículas gruesas o p.f.>10%

– Reduce la exudación e incremento cohesión (>pasta c.) – Reducción pico máximo de temperatura (30%)

– Incremento de la R28d (efecto puzolánico) – Superior compacidad

– No parece tener efecto perjudicial en la carbonatación – Altas resistencias a 7 y 28 días y superiores a 90 días

Constituyentes del cemento Portland

Cenizas volantes

• Desventajas:

– Incremento tiempos de fraguado (2 y 5 horas) – Peor “aspecto” del paramento

Constituyentes del cemento Portland

Microsílice

• Adición mineral activa que mejora la reología,

resistencias mecánicas y durabilidad de los

hormigones. Acción puzolánica y como filler

• Subproducto originado en la reducción de cuarzo

de elevada pureza con carbón en hornos eléctricos

de arco para la producción de aleaciones de

ferrosilíceo o silicio metal. Se recoge en el proceso

de filtrado de los gases.

Constituyentes del cemento Portland

Microsílice

Constituyentes del cemento Portland

Microsílice

• Para hormigón:

– En edificación, la cantidad máxima de adición en

hormigones estructurales no excederá del 10% del peso de cemento.

– Al ser un subproducto industrial, deberá tenerse

especial cuidado en comprobar su regularidad a traves de un control en recepción adecuado.

– La adición confiere al hormigón una gran compacidad y alta resistencia mecánica (adecuado para HAR).

Constituyentes del cemento Portland

Microsílice

– Puede producir una bajada en el pH. Cuidado con el cálculo de optimización de la fijación de la cal libre liberada en la hidratación del cemento

Constituyentes del cemento Portland

Microsílice

• Las prescripciones y ensayos que deben cumplir

son las siguientes:

– No contendrán elementos perjudiciales en cantidades tales que afecten a la durabilidad del hormigón o

provoquen corrosión del acero de las armaduras

– Cumplirán las especificaciones de la UNE EN 450:95

• Óxido de silicio(SiO2) (UNE EN 196-2:96) mín 85 %

• Cloruros (UNE 80217:91) máx 0,1%

Constituyentes del cemento Portland

Microsílice

• Las prescripciones y ensayos (continuación)

– Indice de actividad (UNE EN 196-1:96) >100% – Los resultados de los análisis y ensayos previos estrán a

Constituyentes del cemento Portland

Microsílice

• Ventajas:

– Mejora de la reología – Incremento R1, R2 y R28 – Mayor compacidad

• Desventajas:

– Alta demanda de agua

– Incremento retracción endógena. R. Por autocurado – Peor regularidad en aspecto de paramentos

Constituyentes del cemento Portland

Comparativo MS/CV vs. cemento

Microsílice Cemento CV Densidad 2,25 3,15 2,35 Densidad ap. 0,15-0,22 1,05 1 SEB (cm2/g) 200.000 2500-5000 2500-6000

Constituyentes del cemento Portland

Puzolanas

• Puzolanas naturales y artificiales

• Reaccionan con Ca(OH)

₂

generando productos

resistentes.

• Las más usuales son las tobas volcánicas, trass...

• Tambien son puzolanas los residuos de

calcinación de esquistos bituminosos, rocas

silíceas sedimentarias y el kieselgur.

Constituyentes del cemento Portland

Puzolanas

• Idoneidad:

– Por ensayos comparativos – Método químico

• Ventajas y desventajas:

– Similar en lineas generales a las CV, en función de la finura y de sus características particulares:

• Tierra diatomeas: naturaleza angulosa y porosa exigen alta demanda de agua

Constituyentes del cemento Portland

Influencia en el hormigón.

• Se denominan cementos lentos a aquellos que

contienen CV y escoria en su composición. Es

usual una recuperación notable a 56 y 90 días.

• Los cementos con filler calizo, como los Portland

presentan un desarrollo rápido de resistencias

• Los cementos con adiciones aportan, en general,

ventajas destacables:

– Menor pico exotérmico – Mayor durabilidad

Constituyentes del cemento Portland

Influencia en el hormigón.

– Mayor resistencia química (con escoria, CV y microsílice)

– Adecuados, en general, para hormigonado en tiempo caluroso y hormigonado de grandes macizos

– Disminución de la demanda de agua (excepto f. calizo) – Disminución de la exudación

Constituyentes del cemento Portland

Influencia en el hormigón.

Tipo de cemento (EN 197-1)

CEM I 32,5 CEM II/A-L 32,5 III/A 32,5 IV/A 32,5 Mortero % Clinker 100-95 94-80 64-35 89-65 2 días 15,0 18,9 14,0 13,0 7 días 27,3 30,8 26,0 26,0 28 días 38,4 40,0 42,0 39,0

Hormigón Contenido Cemento 350 Kg/m3 - a/c=0,6

cono (cm) 15,4 18,2 15,5 13,0

1 día 4,8 7,0 6,0 5,0

2 días 10,2 11,6 10,0 9,0

7 días 18,2 20,7 20,0 19,0

Constituyentes del cemento Portland

Influencia en el hormigón.

CK:55%, CV:45% 0 10 20 30 40 50 60 0 50 100 Edad (días) Resistencia a compresión (MPa) Resistencia a compresión

Proceso de fabricación del cemento

CALIZA PIZARRA SILICE PIRITA

TRITURACION PRE-HOMOGENIZACION DOSIFICACION MOLIENDA HOMOGENIZACION MATERIAS PRIMAS YESO ADICIONES DOSIFICACION MOLIENDA CEMENTOS 85% 6% 8% 1%

Proceso de fabricación del cemento.

Crudo

Proceso de fabricación del cemento.

Crudo

Proceso de fabricación del cemento.

Clinker

Proceso de fabricación del cemento.

Molienda

Proceso de fabricación del cemento.

Molienda

• Se efectua en molinos de bolas con dos o tres cámaras de 2 a 6 m de diametro y 8 a 16 m de largo

• La tasa de llenado varía del 30-35 %.

• Los agentes de molienda son bolas o cylpebs de acero.

– Para acero normal, el desgaste es de 230 a 650 g/Tn

– Para acero especiales o cromo, el desgaste es de 38 a 112 g/Tn

• Se controla por:

– Rechazo en tamiz de 30-40 micras – SEB (superficie específica Blaine) – Granulómetría Laser.

Proceso de fabricación del cemento.

Molienda

• Molienda en:

– Circuito abierto

• El material atraviesa directamente el molino

– Circuito cerrado

• El cemento pasa por un elevador que lo vierte a un separador que separa los granos gruesos que vuelven al molino y los finos van al silo de almacenamiento.

• Agente de molienda

– Un tensoactivo que en pequeña proporción tiene por función

evitar las aglomeraciones en la molienda. Produce una mejora de los caudales de producción.

Proceso de fabricación del cemento.

Molienda

• La potencia de los molinos alcanza varios miles de Kw. • Esta gran energía produce un

aumento de la temperatura • Sistemas de refrigeración

– Inyección de agua

• Hasta el 1% del peso del cemento.

Proceso de fabricación del cemento.

Expedición

Proceso de fabricación del cemento.

Control de producción y de calidad

Tipos de cemento. Composiciones

Tipo de cemento Designación CLINKER K ESCORIA S HUMO S. D P.NAT. P CENIZAS VOL. V CALIZA C Compnentes minoritarios CEM I CEM I 95-100 - - - 0-5 CEM II/A-S CEM II/B-S 80-94 65-79 6-20 21-35 -0-5 0-5 CEM II/A-D 90-94 - 6-10 - - - 0-5 CEM II/A-P CEM II/B-P 80-94 65-79 -6-20 21-35 -0-5 0-5 CEM II/A-V CEM II/B-V 80-94 65-79 -6-20 21-35 -0-5 0-5 CEM II/A-L 80-94 - - - 6-20 0-5 CEM II CEM II/A-M CEM II/B-M 80-94 65-79 6-20 (*)(**) 21-35 (*)(**)(***)

CEM III CEM III/A CEM III/B 35-64 20-34 36-65 66-80 -0-5 0-5 CEM IV CEM IV/A

CEM IV/B 65-89 45-64 -11-35 (*) 36-55 (*) -0-5 0-5

Tabla simplificada: se omiten cementos con adición Q, W, T, el B-L, los LL, III/C y el V/B

•(*) Máximo 10% humo de sílice •(**)Máxima proporción filler 5% •(***) máxima proporción de caliza 20%

Tipos de cementos. Cementos comunes

UNE-EN 197-1:2000

CEM I. Cemento Portland. (hasta 5% adición) CEM II. Cemento Portland con adiciones

II/A- 6-20 % adición S, P,Q, W, V, L,LL , T y M D (6-10%)

II/B- 21-35 % adición S, P,Q, W, V, L,LL , T y M

CEM III. Cemento con escoria de Horno Alto

III- A 36-65 % adición S: Escoria de horno alto

III- B 66-80 % adición S: Escoria de horno alto

S: Escoria de horno alto S: Escoria de horno alto 66-80 % adición81-95 % adición

Tipos de cementos. Cementos comunes

UNE-EN 197-1:2000

CEM IV. Cemento Puzolánico

IV/A 11-35 % adición D+ P+ V+Q+W (D < 10 %)

IV/B 36-55 % adición D+ P+ V+Q+W (D < 10%)

CEM V. Cemento Compuesto

V-A 36-60 % adición 18-30% S + 18-30% de P,Q,V 62-80 % adición

Tipos de cementos. Cementos comunes

Caracteristicas Tipo Cemento Clase Resistente % en Masa

PF CEM I, CEM III Todas < 5,00

RI CEM I, CEM III Todas < 5,00

CEM I, CEM II (1)

32,5, 32,5R, 42,5

< 3,50

SO3 CEM IV,

CEM V

42,5R, 52,5,

52,5R < 4,00

CEM III Todas

Cl- Todos (2) Todas < 0,10

Puzolanicidad CEM IV Todas Satisfacer el

Tipos de cementos. Cementos para usos

especiales.UNE 80307.96

ESP VI. Cemento para Usos Especiales

VI-1 45-75 % adición S+ P+ V

VI-2 30-45 % adición S

P+V 30-45 % adición

Tipos de cementos. Características

adicionales

• UNE 80303:96, Resistencia

a los sulfatos y/o al agua de

mar

•

SR

•

MR

• UNE 80306:96, Cementos

de bajo calor de hidratación

Características adicionales Contenidos

de C3A y C4AF para SR y MR

T I P O R E S I S T E N T E S A L O S S U L F A T O S R E S I S T E N T E S A L A G U A D E M A R C 3 A % m a x ( C 3 A % + C 4 A F % ) m a x C 3 A % m a x ( C 3 A % + C 4 A F % ) m a x C E M I 5 . 0 2 2 . 0 5 . 0 2 2 . 0 C E M I I ( S , D , P , V ) 6 . 0 2 2 . 0 8 . 0 2 5 . 0 C E M I I I / A 8 . 0 2 5 . 0 1 0 . 0 2 5 . 0 C E M I I I / B y C L O S O N S I E M P R E L O S O N S I E M P R E C E M I V / A ( D + P + V ) 6 . 0 2 2 . 0 8 . 0 2 5 . 0 C E M I V / B ( D + P + V ) 8 . 0 2 5 . 0 1 0 . 0 2 5 . 0 C E M V / A ( S + P + V ) 8 . 0 2 5 . 0 1 0 . 0 2 5 . 0

Características adicionales.

Cementos BC

• UNE 80306:96, cementos de bajo calor

de hidratación

• Se considerarán aquellos que

desarrollen a la edad de 5 días un calor

de hidratación a 272 kJ/kg (65 kcal/g)

mediante método del calorímetro de

Langavant

Tipos de cementos. Ejemplos de

designación

Ejemplo 1

• Cemento con escorias de alto horno EN-197-1 -- CEM III/42,5 N

• III/A 42,5 N/SR UNE 80 303-1:2001

Ejemplo 2

• Cemento puzolánico EN-197-1 -- CEM IV/A(V) 32,5 N

Certificación de los cementos

Control menos intensivo sobre la fábrica

Perdida de propiedades del cemento por su largo tiempo de transporte

Mayor heterogeneidad de los cementos debido a las diferentes procedencias Plantas no certificadas:

Certificación de los cementos

Certificación de los cementos

•

Control intensivo sobre la fábrica de las Entidades de Evaluación

•

No hay perdida de propiedades del cemento en su transporte

•

Los cementos son certificados según la fábrica

•

Asistencia técnica al cliente para ayudarle a solucionar sus problemas.

•

Trazabilidad y estabilidad de los productos

•

Posibilidad de eliminar ensayos de recepción en obras Plantas certificadas:

Cementos con características adicionales

u otros cementos

• Cementos sulfo-resistentes y resistentes al agua de mar

• Cementos puzolánicos

• Cementos aluminosos

• Cementos naturales

• Cementos blancos, coloreados • Cementos con inclusores de aire • Cementos de albañilería

• Cementos para pozos de petróleo

• Cementos expansivos

• Cementos de bajo calor de hidratación • Cementos de alto horno

Cementos sulfo-resistentes y resistentes

al agua de mar

• Tienen unos contenidos limitados de C3A y C4AF – Dependiendo del tipo de cemento

– Para evitar la formación de etringita (bacilo del cemento) y la consiguiente expansión.

Cementos puzolánicos

• Deben de llevar material puzolánico, fijador de cal, para dar compuestos hidráulicamente activos

• Las puzolanas también actúan como filler (rellenador de huecos)

• Se emplean en hormigón en masa • Estan compuestos de:

– Clinker

– Regulador de fraguado

Cementos aluminosos

• Provienen de la fabricación de un clinker especial que solo tiene CA y C2S.

• No producen Ca(OH)₂ en su hidratación.

• Cuando son amasados con una rel a/c > 0.4 y se conservan en medio húmedo a una temperatura > 25 ºC puede disminuir su resistencia debido a un aumento de su porosidad.

• Se utilizan en hormigones refractarios.

• Muy altas resistencias iniciales, 40 MPa a 6 horas. • No tienen regulador de fraguado.

Cementos naturales

• Son cementos intermedios entre el Portland y el Aluminoso.

• Se obtiene a una temperatura de cocción moderada.

• Debe ser conservado en un silo durante algún tiempo para asegurar que se ha producido el apagado de la cal libre. • Tiene un tiempo de fraguado muy rápido y producen

resistencias mecánicas muy débiles. • Tienen una buena resistencia química.

Cementos blancos

• Se obtienen de la misma manera que el cemento Portland ordinario pero utilizando materias primas que contengan la mínima cantidad posible de :

– Oxidos de hierro

– Oxidos de manganeso – Oxidos de cromo

• En la molienda suelen utilizarse bolas de cerámica • Pueden estar constituidos por:

– Clinker blanco – Adiciones

Cementos de albañilería

• Están constituidos por una mezcla de:

– Clinker de cemento Portland

– Materiales puzolánicos o inertes: puzolanas, cenizas volantes, caliza, etc..

– Aditivos oclusores de aire – Un producto que retiene agua – Yeso

Cementos para pozos de petroleo

Cementos retardados con un contenido nulo de C3A

• Deben tener una buena resistencia a la tracción y a la compresión para asegurar la impermeabilidad, así como una debil retracción y resistir las aguas agresivas.

• Están constituidos por una mezcla de: – Clinker de un contenido nulo de C3A

• La talla de la alita debe de ser muy grande.

– Yeso

Cementos para pozos de petroleo

Interés técnico

• Permite la fijación a las paredes de los pozos de los tubos metálicos de sección decreciente.

• Asegura la protección química de los tubos frente a las soluciones salinas corrosivas de los terrenos atravesados. • Fija la llegada de líquidos y gases provenientes de capas

no productivas.

• Reduce las pérdidas de petróleo en las capas porosas.

• Consolida los terrenos permitiendo la continua instalación de tuberías.

Cementos expansivos

Interés técnico

• Permite compensar la retracción de los productos del cemento Portland.

• Permite la demolición en lugares en los que no pueden ser utilizados los explosivos.

Composición del crudo • 50 % de yeso.

• 25% de caliza. • 25% de bauxita.

Cementos expansivos

Una vez obtenido el clinker sulfo-aluminoso se

plantean las siguientes mezclas:

• Con CEM I 42,5 R

– Para dar resistencias iniciales

• Con escoria.

– Para disminuir la expansión a largo plazo y para suprimirla tan pronto como se interrumpa la humidificación.

Cementos expansivos

Otras composiciones:

• A partir de materiales que contengan el sulfato y la alúmina, asi:

– 65 % de escorias – 10 % CEM I 42.5 R – 14 % de yeso

Cementos expansivos

Composiciones americanas:

• Tipo K – Clinker Portland – Clinker sulfoaluminoso – Anhidrita – Cal • Tipo M – Clinker Portland – Cemento aluminoso – Sulfato de calcio

Cementos expansivos

Composiciones americanas:

• Tipo S

– Clinker Portland rico en C3A – Un exceso de sulfato de calcio

Cementos expansivos

Características físico-mecánicas:

Parámetro 1 día 7 días 28 días 1 año 2 años Resistencia Mecánica (MPa) 5-8 35-53 52-61 Expansión en pasta pura (mm/m) 1.1-2.1 2.8-11.0 1.7-14.1 0.5-12.5

Cementos expansivos

Características de utilización:

• Tiempo de amasado reducido.

• La dimensión de las piezas tiene influencia sobre las expansión.

• Auto tensionado débil e irregular.

• La cantidad de agua de amasado es mayor que la del cemento Portland.

• La exudación es débil.

• La trabajabilidad es peor que la de los hormigones del cemento Portland.

Cementos expansivos

Características de utilización:

• La expansión efectiva está influenciada por:

– La cantidad de armadura

– La naturaleza y forma de los áridos

• El peligro de corrosión de estos cementos no está bien estudiado

Cementos de bajo calor de hidratación

• Aquellos que tienen un calor de hidratación < 65 cal/g a la edad de 5 días, medido en el

Cementos de alto horno

• Aquellos que tienen en su composición más del 36 % de escoria, excluido el regulador de fraguado.

– Tienen una gran resistencia química

Cementos bajos en álcalis

• Son aquellos cuyo contenido de Na₂O equivalente es inferior a 0,6 %.

– Se emplean cuando se utilizan áridos potencialmente reactivos con los álcalis del cemento.

Bases para la utilización de cementos

• La elección de un cemento se debe hacer en

funcion de:

– La naturaleza o aplicación del elemento a hormigonar.

– La puesta en obra o circunstancias del hormigonado. – El tipo de exposicion ambiental en servicio.

• El fin que se debe perseguir es asegurar una

adecuada durabilidad del elemento a hormigonar,

para que pueda cumplir las exigencias del

Eleccion por la naturaleza o aplicación del

elemento a hormigonar (1)

• Podemos clasificar los hormigones en cuanto a su naturaleza en:

APLICACIÓN CEMENTO UTILIZABLE

– Hormigón armado(HA) Todos excepto ESP VI

– Hormigón en masa(HM) Todos

– Hormigón pretensado(HP) Tipos I y II/ A-D

• Ampliando la clasificacion anterior:

– H. Alta Resistencia (HAR) Tipos I y II/ A-D (*)

– Prefabricado estructural Tipos I y II/A

Eleccion por la naturaleza o aplicación del

elemento a hormigonar(2)

APLICACIÓN CEMENTO UTILIZABLE

– H. Compactado con rodillo II/B,III,IV,V y ESP VI (BC)

– Hormigón proyectado Tipos I, II/A y CAC(R)

– H. alta resistencia inicial Tipos I y II/A(R)

– H. carreteras y suelos II/B,III,IV,V y ESP VI

– Solado de pavimentos Todos excepto BL

– Reparaciones de urgencia Tipos I y CAC(R)

– Productos de inyeccion Tipos I

– Morteros de albañileria Todos incluídos. ctos. albañileria

Eleccion por circunstancias de hormigonado

CIRCUNSTANCIAS CEMENTO UTILIZABLE

– Tiempo caluroso Todos (BC) excep.I,II/D,CAC

– Tiempo frio Tipos I y II/A(R)

Elección por clase de exposición del

hormigón en servicio

(C. EXPOSICION)AGRESION CEMENTO UTILIZABLE

– (I) ninguna Todos

– (II) Carbonatacion Tipos I y II/A

– (IIIa) Marina aerea Tipos IyII(MR) y III, IV,VyCAC

– (IIIb) Marina sumergida Todos MR y III/B, CAC

– (IIIc) Marina zona de mareas Todos SR o MR y III/B, CAC

– (IV) Cloruros no marinos CAC, I, II y III/A(nunca MR/SR)

– (Q) Sulfatos Todos SR

– (Q)Aguas puras o ácidas SR y/o adicion puzolánica