utem 2015 clase 2 cemento parte 1
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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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los cuales se aplican en las construccionesrequeridas por el hombre
CEMENTO
Morteros
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los cuales se aplican en las construccionesrequeridas por el hombre
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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Fabricacin del Clinquer
Horno de Clinquer El Reactor Qumico
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Fabricacin del Clinquer
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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Efecto de los Minerales del Clinquer en lasPropiedades del Cemento
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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Efecto de los Minerales del Clinquer en lasPropiedades del Cemento
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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Efecto de los Minerales del Clinquer en lasPropiedades del Cemento
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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