tecnologia del hormigon chile

Renato Vargas S.____ Ingeniero Civil

Renato Vargas S ------- Ingeniero Civil

TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNTECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN

CEMENTOSCEMENTOSEs un producto de origen mineral, fabricado con unaalta tecnología, que se usa para unir firmementediversos tipos de materiales de construcción,permitiendo hacer edificaciones resistentes ydurables.

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CEMENTOCEMENTOCLASIFICACIÓN EN CHILESegún su composición:� Cementos Portland

� Cementos Puzolánicos◦ Cementos Portland Puzolánicos◦ Cementos Puzolánicos

� Cementos Siderúrgicos◦ Cementos Portland Siderúrgicos◦ Cementos Siderúrgicos

Según su resistencia mecánica:� Cemento Corriente� Cemento Alta Resistencia� Cemento ARI

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CEMENTODEFINICIÓN: Es un material pulverizado que por adición deuna cantidad conveniente de agua forma una pastaconglomerante capaz de endurecer tanto bajo el agua comoel aire.

CLINKER: Es el producto que esta constituidoprincipalmente por silicatos cálcicos. Se obtiene porcalentamiento hasta una temperatura que no podrá serinferior a la temperatura de fusión incipiente de una mezclahomogénea finamente molida, en proporciones adecuadas,formada principalmente por óxidos de calcio (CaO) y silicio(SiO2) y por óxidos de aluminio y de fierro en proporcionesmenores.

CEMENTO PORTLAND: Es el que se obtiene por lomolienda conjunta de Clínquer y Yeso.

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FABRICACIÓN DEL CEMENTO: Hay dos etapas muyclaras que se identifican como:

� Fabricación de clínker� Molienda de cemento

El proceso de fabricación del clínquer emplea una grancantidad de recursos por lo cual el volumen de producciónde una industria de cemento puede quedar identificada porellos.

La molienda puede ser de clínquer más una pequeñacantidad de yeso (Cemento Portland) o bien agregandoademás una adición potencialmente hidráulica comopuzolana, escoria granulada de alto horno, ceniza volante,etc.

MATERIAS PRIMAS: Principalmente materiales calcáreos,tales como caliza, y por alumina y sílice que se encuentracomo arcilla y pizarra.

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Renato Vargas S ------- Ingeniero Civil 5


Proceso de fabricación de cemento, por Proceso de fabricación de cemento, por vía húmedavía húmeda

� La caliza es la materia prima principal del cemento, la cual se extrae de yacimientos a tajo abierto próximos a la Planta Polpaico. Esta caliza es triturada en chancadores hasta formar un material de tamaño máximo no superior a 20 mm y posteriormente descargada y acopiada bajo una gran cúpula, con objeto de cuidar el medio ambiente y también contar con una reserva apropiada para la continuidad de la producción

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� El proceso prosigue con la etapa de Molienda Húmeda en la cual, la caliza triturada anteriormente, se continúa moliendo en forma húmeda hasta formar una "pasta de caliza". Luego, esta pasta es enviada a las Celdas de Flotación donde se concentra hasta alcanzar una ley de 82% de Carbonato de Calcio. Con objeto de extraer el agua de esta pasta el proceso continúa en los Espesadores, en los cuales se obtiene una pasta con aproximadamente un 55% de sólidos. Por último, esta pasta caliza es bombeada a los Silos de Mezcla, donde se le adiciona óxido de aluminio y de hierro, de tal forma de obtener una pasta mezclada cuya composición química sea la requerida para producir el Clinquer.

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� La pasta mezclada presenta un

exceso de humedad para ingresar

al Horno, por lo cual es necesario

pasarla por Filtros Prensa, en

donde el agua disminuye de 45%

a 16%, y luego por un Proceso de

Secado hasta obtener una "harina

cruda" con sólo 0,5% de

humedad, denominada "Crudo".

Este Crudo es alimentado a

través de una torre de ciclones

precalentándose hasta unos 850 º

C, previo a su ingreso al Horno,

en donde a temperaturas de

alrededor de 1.450 º C, ocurrirán

las reacciones químicas que lo

transformarán en "Clinquer". Por

último este Clinquer se enfría y

almacena en Silo o en Canchas.

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� Finalmente para la obtención del cemento es necesario moler en forma conjunta cantidades perfectamente dosificadas de Clinquer, yeso y puzolana (ceniza volcánica) hasta llegar a la finura requerida para cada tipo de cemento. El cemento es almacenado en Silos para su posterior despacho, el cual puede ser realizado en sacos de papel de 42,5 kg (individuales o paletizados) o a granel en camiones graneleros propios, en ferrocarril o en "big-bags" de hasta 2 toneladas.

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Proceso de fabricación de cemento, Proceso de fabricación de cemento, por vía secapor vía seca

� El depósito Navío, a causa de su conformación geológica de mantos inclinados y su profundidad de emplazamiento, debe ser explotado por métodos subterráneos.

� Una vez tronada, la caliza es extraída desde los puntos de producción por una flota de 5 palas LHD de 8 yd 3, hacia el sistema tolva-buzón y descargada sobre camiones EJC de 30 toneladas, o bien es transportado por la misma pala a los sistemas de vaciado centrales. Para la última caliza que se encuentra dentro del caserón los LHD utilizan control remoto para entrar en el caserón y sacar el mineral, evitando la entrada del operador, disminuyendo considerablemente el riesgo de accidentes por efectos de desprendimiento de roca o deslizamientos de material tronado.

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� La mayoría del estéril proveniente de túneles desar rollados fuera de los mantos de caliza, es almacenado en caserones explotados, hasta su relleno completo.

1. Al descargar en las chimeneas de vaciado, la caliza pasa a través de parrillas y cae por chimeneas verticales de 2,5 m. de diámetro, denominadas "buitras", que conectan los n iveles en cuatro lugares a lo largo de la mina. Un ferrocarri l es cargado por buzones neumáticos desde las buitras, el ferroc arril, con una locomotora y once carros de 15 toneladas, se despla za a lo largo del nivel 10, con cota de -85 msnm. (340 m. bajo el nivel de ingreso de la mina), y transporta el material hasta una tolva de descarga que permite un vaciado al chancador primar io con el

convoy en movimiento .

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Proceso de fabricación de cemento, Proceso de fabricación de cemento, por vía secapor vía seca� El material es

reducido mediante un chancador primario, tipo mandíbula, que alimenta silos de acumulación. Estas tolvas cargan el skip de 17. ton., que corre en forma automática a través del pique vertical y descarga sobre el túnel principal, desde donde mediante una cinta transportadora es conducido al exterior.

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Proceso de fabricación de cemento, Proceso de fabricación de cemento, por vía secapor vía seca� Posteriormente las calizas son descargadas en tolvas que

alimentan la planta de chancado secundario que por medio de chancadores de martillos y harneros reduce el produ cto bajo 5/8". Un Bulldozer Caterpillar D8N maneja el stock de pied ra chancada y asegura la homogeneización. Un tren transporta la caliza por vía férrea hasta la Planta Industrial en La Calera, dis tante 16 km. de la faena.

� Es necesario mezclar producción de varios puntos de extracción, para conseguir la ley requerida para alimentar a la planta y maximizar así el uso del recurso geológico. El contr ol de leyes se inicia con un detallado levantamiento geológico de las galerías, complementado con el muestreo de las perforaciones de producción, de manera que se pueden construir plano s de leyes de los sectores a explotar y realizar, en consecuenc ia, tronaduras selectivas. Además, el mineral es nuevamente muestr eado en forma sistemática antes de ingresar al stock, pudié ndose efectuar correcciones si la situación así lo requiere.

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� La caliza de alta ley es recepcionada desde camiones y su origen es tanto mineral, como de depósitos de conchuelas desde la cuarta región, ambas al igual que la caliza de la mina Navío, aportan el carbonato de calcio y los minerales de fierro, alúmina y sílice, necesarios para la formación del clinker en las etapas posteriores.

� Desde las canchas de acopio, cada una de estas materias primas es alimentada a tolvas, de acuerdo a su calidad y luego dosificadas, para obtener la correcta fórmula que ha de ser pulverizada para el posterior tratamiento de cocción que tendrá la mezcla formada

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Recepción de materias primas



� Molienda de caliza� La mezcla formada y controlada en forma horaria por personal de

producción, es enviada mediante cintas de transport e, a dos grandes molinos de bolas, con el objeto de obtener un producto homogéneo y muy fino, requerido para la exitosa eta pa de cocción a la que será sometida posteriormente.

� Los molinos de bola son grandes tubos horizontales, accionados por motores que los hacen girar y además requieren gases calientes para secar la materia prima en la moliend a y constan de dos cámaras separadas por un diafragma central. En el interior de cada cámara hay una importante cantidad de bolas de acero de distinto tamaño que posibilita la reducción de tama ño del material alimentado.

� Un circuito seleccionador permite asegurar el corre cto tamaño del producto final, el que es enviado mediante regueras y elevadores hasta doce grandes silos que lo mantienen en acopio para luego ser transportado en forma neumática a los hornos.

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Proceso de fabricación de cemento, Proceso de fabricación de cemento, por vía secapor vía seca� Molienda de carbón� Para la

transformación de la caliza en clinker se requiere de mucha energía. Tradicionalmente, se ha usado carbón en los hornos y Cemento Melón ha destinado numerosos esfuerzos a buscar fuentes energéticas alternativas que permitan reemplazar parte significativa del combustible fósil que utiliza (carbón) en sus procesos

productivos16


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� Desde los silos el polvo de caliza, denominado "crud o" se lleva a los hornos rotatorios. Estos son enormes ci lindros, ligeramente inclinados, con longitudes que fluctúan entre los 51 y 123 metros. Estos cilindros de acero están rev estidos internamente con ladrillo refractario, capaz de sopo rtar altísimas temperaturas.

� El horno 9, posee una gran cámara de precalcinación , que otorga un alto tiempo de residencia de los gases de combustión, permitiendo el uso de fuentes de energí a alternativas. En esta zona del horno se produce la decarbonatación del crudo, es decir la transformaci ón química del carbonato de calcio en óxido de calcio y liberación de dióxido de carbono. En el horno 8 est o ocurre en la zona de transferencia de calor, ubicado en la parte posterior del horno, empleando cortinas de cadenas de acero para lograr este cambio en la materia prima. En est as zonas se alcanzan temperaturas de 900 º C.

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En su interior, donde el material y los gases alcan zan temperaturas de 1450 y más de 2000 º Crespectivamente, se produce la calcinación de la caliza, formándose un material semivitrificado, compuesto principalmente por silicatos, aluminatos y ferritos de calcio, que tienen altas propiedades aglutinantes al mezclarse con el agua. Este producto se denomina Clinker. Cemento Melón cuenta en la actualidad con dos hornos para la calcinación de la caliza y su transformación en clinker.


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Los hornos cementeros constituyen una herramienta tecnológica única, no comparable a las aplicadas po r otros procesos industriales ni por incineradores industriales, ya que tienen una capacidad de destrucción y de absorción irreversible de todo elemento contaminante.Finalmente, el producto es enfriado en la más moder na enfriadora de parrillas que existe, tecnología que permite una alta recuperación del calor del product o, ahorrando energía térmica en el horno. En el horno 8, se utilizan satélites, para el enfriamiento del prod ucto y la recuperación del calor para la eficiente combust ión de los combustibles



� La fabricación del cemento, requiere del Clinker fa bricado en los hornos 8 y 9. Además de yeso que permite regular el fraguado de la mezcla de cemento con agua y adiciones como Puzola na y cenizas de centrales térmicas, que dan propiedades h idráulicas especiales al producto final.

� Todos estos materiales son dosificados y posteriorm ente mezclados y molidos en dos grandes molinos de bolas de dos cámaras y diafragma intermedio, que permiten reduci r el tamaño de los componentes hasta polvo fino.

� El circuito de molienda consta además de separadore s de ultima generación y filtros de mangas, que permiten separa r el producto de la corriente de aire de ventilación.

� La calidad y propiedades del cemento, quedan determ inadas por la participación de cada uno de estos componentes, así como de la fineza final del producto. De esta forma se da or igen a los diferentes tipos de cementos fabricados por Cemento Melón.

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� Almacenamiento y envasado� Una vez producido, el cemento es enviado desde la mo lienda, por

sistemas de transporte neumático, mediante una red de cañerías, hasta los silos de almacenamiento, donde el product o se mantiene en condiciones aptas para su entrega.

� El envasado se realiza en bolsas de papel de 42.5 kg , o en Big bags, que son contenedores de 1500 Kg. También se u tiliza el despacho a granel en ferrocarriles o camiones.

� Para el despacho en bolsas de papel, la planta cuen ta con un moderno sistema de llenado de sacos y un paletizador automático

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Proceso de fabricación de cemento siderúrgicoProceso de fabricación de cemento siderúrgicopor vía secapor vía seca

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En la fabricación de cemento se pueden diferenciar cuatro procesos:

1.- Materias primas- Caliza (carbonato de calcio CaCo3). - Arcillas (SiO2, Al2O3, Fe2O3). - Correctores: Muchas veces es necesario equilibrar determinados componentes (óxidos) empleando otros materiales que contengan el óxido que se desea corregir, como por ejemplo SiO2, Al2O3, Fe2O3. -Puzolana o escoria.



2.- Fabricación de clínquer (primera etapa).-Tratamiento de las materias primas, *(Calizas + Arcillas + Correctores) Dependiendo de la naturaleza de las materias primas y de las condiciones en que llegan a la planta de cemento, pueden sufrir uno o varios tratamientos primarios como:

- Harneado. - Chancado. - Homogeneización. - Secado. - Almacenamiento en cancha de acuerdo a características físicas


- Dosificación de las materias primas.Las características y la calidad del clínquer, dependen de los compuestos mineralógicos, es decir, del porcentaje en que está presente cada uno de los óxidos antes mencionados. Es así que la dosificación de las materias primas estará condicionada al tipo de clínquer que se desea producir y de las características mineralógicas de las materias primas.

Calizas + Arcillas + Correctores -----------------> Tº ----------------->Clínquer% % óxidos % óxidos


- Molienda de crudoLa molienda de las materias primas tiene por objeto reducirlas de tamaño a un estado pulverulento, para que puedan reaccionar químicamente durante la clinquerización, al mismo tiempo que se obtiene el mezclado de los distintos materiales. Homogeneización Consiste en mezclar los distintos materiales, a tal punto que en cualquier punto de la mezcla que se tome, deben estar presentes los componentes en las proporciones previstas.En el caso de la utilización de calizas de alta ley el proceso se realiza por vía seca, es decir, mediante silos de homogeneización, donde el crudo se agita por la inyección de aire comprimido



- ClinquerizaciónLos materiales homogeneizados se calientan en el horno, hasta llegar a la temperatura de fusión incipiente (1400 a 1500°C). Para calcinar los materiales se pueden utilizar hornos verticales u hornos rotatorios, siendo estos últimos los más usados. A la salida del horno el enfriamiento del clínquer se hace con aire que pasa a través de sistemas de parrilla móvil, o bien, a través de tubos planetarios que giran solidarios al horno. De estos sistemas el clínquer sale con una temperatura inferior a los 150 C.


3.- Molienda de cemento (segunda etapa). La molienda consiste en reducir el clínquer, yeso y otros componentes a un polvo fino de tamaño inferior a 150 micrones. La molienda se realiza en molinos de bolas, que consisten en tubos cilíndricos divididos en dos o tres cámaras que giran a gran velocidad con diversos tamaños de bolas en su interior. El producto que completó su etapa de fabricación en el molino de cemento, es almacenado en silos de hormigón, los cuales disponen de equipos adecuados para mantener el cemento en agitación y así se evita la separación por decantación de los granos gruesos o la aglomeración.


4.- Envasado El cemento se puede despachar en bolsas de papel o a granel. Las bolsas de papel son de 42.5 kg y deben cumplir con ciertos requisitos de resistencia e impermeabilidad, según NCh 642. El transporte a granel se hace por lo general en depósitos metálicos y herméticos, en cuyo caso la descarga se realiza con inyección de aire. También se pueden utilizar big bag.



Compuestos del Clínquer y sus características

Fraguado Resistencia Contribución Resistencia

Calor de Hidratación

Estabilidad Química

C3S (50%) Rápido Rápido Alta (Poca Edad) Alto Buena

C2S (25%) Lento Lento Alta (Mayor Edad) Regular Muy Buen a

C3A (5-12%) Muy Rápido Muy Rápido Poco Muy Alto Mala

C4AF (8-15%) Lento Lento Muy Poca Bajo Buena

C3S = Silicato Tricálcico.C3A = Aluminio Tricálcico.C2S = Silicato Bicálcico. C4AF = Ferroaluminato Tetracálcico .


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COMPOSICIÓN QUIMICA DEL CEMENTOCOMPOSICIÓN QUIMICA DEL CEMENTO

� En resumen, los procesos que tienen lugar en el cem ento son los siguientes:

� Caliza = CaO + CO2

� Arcilla = SiO 2 + Al 2O3 + Fe2O3 + H2O

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Compuestos Fases Nombre Portlandnormal

%3CaO SiO2 C3S Silicato tricálcico 48

2CaO SiO2 C2S Silicato bicálcico 28

3CaO Al2O3 C3A Aluminato tricálcico 12

4CaO Al2O3 Fe2O3 C4AF Ferroaluminato tetracálcico 8


OXIDOS PRINCIPALESOXIDOS PRINCIPALES

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%

% medio

Nombre

CaO 59-57 64 Cal

SiO2 17-25 21 Sílice

Al2O3 5-9 6.5 Alúmina

Fe2O3 1-5 2.5 Óxido férrico

MgO 1-4 2.5 Magnesia

SO3 1-3 2.1 Yeso


REQUISITOS QUÍMICOS PARA LOS CEMENTOSREQUISITOS QUÍMICOS PARA LOS CEMENTOS

CementoPortland

Cementos Siderúrgicos Cementos Puzolánicos

PortalndSiderúrgico

Siderúrgico PortlandPuzolánico

Puzolánico

Pérdida porcalcinación.Máxima (%)

3.0 5.0 5.0 4.0 5.0

ResiduoinsolubleMáximo (%)

1.5 3.0 4.0 30.0 50.0

Contenido deSO3.Máximo (%)

4.0 4.0 4.0 4.0 4.0

Contenido deMgO.Máximo (%)

5.0 -- -- -- --

Contenido deMn2O3.Máximo (%)

-- 2.0 2.0 -- ---

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CALOR DE HIDRATACIÓN

El endurecimiento de los cementos se produce porreacciones químicas entre los componentes mineralógicosdel cemento y el agua de amasado. Estas reaccionesquímicas transforman a los componentes anhidros inestable sen compuestos hidratados estables.

Las reacciones químicas se producen con desprendimientode calor y según la proporción en que esté presente cada unode los compuestos principales del clinquer, será el calorresultante desprendido por el cemento, de tal forma quehabrá cemento con bajo, mediano o alto calor de hidratación.

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PRINCIPALES CARACTERISTICAS DE LAS FASES

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C3S C2S C3A C4AF

Velocidad de reacción Media Lenta Rápida Lenta

Calor liberado Medio Poco Mucho Poco

Valor aglomerante inicial Bueno Pobre Bueno Pobre

Valor aglomerante final Bueno Bueno Pobre Pobre

Reacción con sulfatos No No Si No


T IPO I II III IV V

FASES Corriente M oderadoCalor

Altaresistencia

inicial

Bajocalor

Resistentea los

sulfatosC 3S 48 43 57 20 39

C 2S 28 30 20 52 33

C 3A 12 7.5 11 6 4.5

C 4AF 8 12 7 14 16

COMPOSICIÓN MEDIA DE LAS FASES EN %, ASTM C 150

CEMENTOS PORTLAND




RESISTENCIA AL ATAQUE QUÍMICOAlgunos productos químicos atacan a los cementos. L os de mayor

interés para analizar son:� Ataque de sulfatos: los sulfatos atacan al C 3A formando sales

expansivas que destruyen el hormigón� Ataque de aguas puras: las aguas muy puras son ávidas de sales

y disuelven principalmente el hidróxido de calcio generado por elclínquer durante su hidratación

� Reacción álcalis-áridos: algunos áridos contienen sílice reactivaque se combina con los álcalis del cemento provocandoexpansión

� Permutación de cationes: cationes tales como el de magnesio(Mg++) que contiene algunas aguas, se intercambian con loscationes de calcio, dando origen a una acción destructiva

� Carbonatación: el hidróxido de calcio generado por el clínq uerdurante su hidratación, se puede transformar en carbonato d ecalcio (CaCO 3), por acción del anhídrido carbónico (CO 2) del aire.

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CEMENTOCEMENTO

� FUNCIONES◦ Conglomerante hidráulico

� PROPIEDADES◦ Finura◦ Densidad real◦ Tiempo de fraguado◦ Consistencia normal◦ Resistencias mecánicas◦ Perdida por calcinación◦ Residuo insoluble

� COMERCIALIZACIÓN Y MANEJO◦ Bolsas◦ Pallet◦ Granel

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PROPIEDADES GENERALES DE LOS CEMENTOSPROPIEDADES GENERALES DE LOS CEMENTOSFINURAEl tamaño de los granos del cemento está comprendido entre 2 y150 micrones. Los granos más activos son aquélloscomprendidos entre 3 y 30 micrones. Los granos menores de 3micrones se hidratan casi instantáneamente al entrar en con tactocon el agua, mientras que los granos superiores a 60 micronesson prácticamente inertes, ya que su hidratación esextremadamente lenta.

La finura se ha medido por diversos métodos:-Superficie específica (permeabilímetro Blaine NCh 159 Of 7 0). Es elmétodo actualmente empleado.-Otros:- Tamizaje: sólo hasta cierto tamaño (NCh 150 Of. 70)- Separación por corriente de aire (fluorómetro, Alpine).-Turbidimetría (tubidímetro de Wagner NCh 149 Of. 72)- También; sedimentación, rayos láser, etc.

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PESO ESPECIFICO ABSOLUTO O DENSIDAD REAL

Se llama peso específico absoluto a la relación entre el peso delcemento y el volumen real que ocupan los granos.

Se determina en el matraz de Le Chatelier, en el cual se mide eldesplazamiento de un líquido producido por 64 g de cemento(NCh 154 Of. 69).

En los cementos Portland el peso específico deber ser igual osuperior a 3 . y en los cementos con adiciones puede ser menor omayor según la adición empleada, pero la densidad real siempreserá cercano a 3 g/mL. (3 kg/L).

LaLa densidaddensidad aparenteaparente sueltasuelta eses deldel ordenorden dede 11 kg/Lk g/L..

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TIEMPO DE FRAGUADOEs el tiempo que transcurre entre el instante en que el cement o semezcla con agua para formar una pasta y el momento en que lapasta pierde la plasticidad.

Se determina con el aparato de Vicat y la determinación consi steen hacer penetrar una aguja de 1 mm² de superficie con un pesode 300 gramos, en la pasta de consistencia normal colocada en unmolde determinado. Al momento en que la aguja se detiene a 4mm del fondo, se le considera como tiempo de “principio defraguado” y cuando la aguja penetra solamente 0,5 mm, seconsidera como “fin de fraguado” (NCh 152 Of. 70).

El principio de fraguado en los cementos de alta resistencia nopuede ser inferior a 45 minutos y en los cementos corrientes d ebeser a lo menos de 1 hora.

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CONSISTENCIA NORMAL

Es el resultado de mezclar una cantidad de cemento con unacantidad de agua expresada como porcentaje del peso delcemento, que confiere a la pasta una cierta plasticidad, la q uese determina con la sonda de Tetmajer.

Se considera que la pasta tiene una consistencia normalcuando la sonda, de 1 cm de diámetro y 300 g de peso, sedetiene a 6 mm del fondo. (NCh 151 Of 68).

RESISTENCIAS MECÁNICAS

Los cementos deben ser capaces de conferir resistenciasiguales o superiores a las determinadas por las normas, enprobetas preparadas con un mortero cuyos componentes,fabricación, conservación y ensayos están normalizados(NCh 158 Of 67).

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TIEMPO DE FRAGUADO Y RESISTENCIAS MECÁNICASTIEMPO DE FRAGUADO Y RESISTENCIAS MECÁNICASNChNCh 148 Of 68148 Of 68

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Tiempo de fraguado Resistencia a la compresión

Resistencia mínima a la flexión

GRADO Inicial Mínimo minutos

Final Máximo horas

7 días kg/cm²

28 días kg/cm²

7 días kg/cm²

28 días kg/cm²

Corriente 60 12 180 250 35 45

Alta Resistencia

45 10 250 350 45 55


PÉRDIDA POR CALCINACIÓN

Es la disminución relativa de peso del cemento al calentarlo a 1000 ºC.

En ese calentamiento se desprende principalmente agua y CO 2.

La pérdida por calcinación puede servir además como índice d elestado de un cemento del que se dude que se haya almacenado enbuenas condiciones.

RESIDUO INSOLUBLE

Se refiere a la parte del cemento que se disuelve en ácidoclorhídrico.

Los componentes de la porción arcillosa del crudo son insolu blesen HCL, pero pasan a ser solubles después de haber reaccionad oen el horno. Por lo tanto, el residuo insoluble es un índice pa rasaber si la calcinación ha sido, o no, completa.

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Tipo de Designación Notación ClínquerEscoria deH. Alto

Humo deSílice Puzolanas Cenizas volantes

EsquistosCalcinados Caliza

Constit.Minorit.

Cemento K S. D(3) Nat. P Ind. Q(4) Sílic. V Calc. W T L Adic.(2)I Cemento Porland I 95-100 -- -- -- -- -- -- -- -- 0-5

Cemento Porland II/A-S 80-94 6-20 -- -- -- -- -- -- -- 0-5Escoría II/B-S 65-79 21-35 -- -- -- -- -- -- -- 0-5

Cemento PortlandHumo de sílice

II/A-D 90-94 -- 6-10 -- -- -- -- -- -- 0-5

II/A-P 80-94 -- -- 6-20 -- -- -- -- -- 0-5Cemento Porltand II/B-P 65-79 -- -- 21-35 -- -- -- -- -- 0-5

Puzolana II/A-Q 80-94 -- -- -- 6-20 -- -- -- -- 0-5II/B-Q 65-79 -- -- -- 21-35 -- -- -- -- 0-5II/A-V 80-94 -- -- -- -- 6-20 -- -- -- 0-5

Cemento Porltand II/B-V 65-79 -- -- -- -- 21-35 -- -- 0-5Ceniza volante II/A-W 80-94 -- -- -- -- -- 6-20 -- -- 0-5

II/B-W 65-79 -- -- -- -- -- 21-35 -- -- 0-5Cemento Portland II/A-T 80-94 -- -- -- -- -- -- 6-20 -- 0-5esquisto calcinado II/B-T 65-79 -- -- -- -- -- -- 21-35 -- 0-5Cemento Portland II/A-L 80-94 -- -- -- -- -- -- -- 6-20 0-5

Caliza II/B-L 65-79 -- -- -- -- -- -- -- 21-35 0-5Cemento Portland II/A-M 80-94 6-20(5)

Compuesto II/B-M 65-79 21-35(5)

III Cemento de horno III/A 35-64 36-65 -- -- -- -- -- -- -- 0-5Alto III/B 20-34 66-80 -- -- -- -- -- -- -- 0-5

III/C 5-19 81-95 -- -- -- -- -- -- -- 0-5IV Cemento IV/A 65-90 -- 10-35 -- -- -- 0-5

Puzolánico IV/B 45-64 -- 36-55 -- -- -- 0-5V Cemento V/A 40-64 18-30 -- 18-30 -- -- -- 0-5

Compuesto V/B 20-39 30-50 -- 30-50 -- -- -- 0-5

Tipos de cemento y composición: Proporción en masa(1) Norma ENV-197-1

(1) Los valores del cuadro se refieren al núcleo del cemento con exclusión de sulfato cálcico y de cualquier aditivo. Representan % en masa

(2) Los constituyentes minoritarios adicionales pueden ser filler, o uno o más de los constituyentes principales, a menos que estén incluidos ya como talas en el cemento

(3) La proporción de humo de sílice se limita a 10%(4) La proporción de escoria no férrica se limita a 15%

(5) La proporción de filler se limita a 5%


CEMENTOS CHILENOSCEMENTOS CHILENOS

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CEMENTOS CON ADICIONESCEMENTOS CON ADICIONES

�� PUZOLANAPUZOLANALas puzolanas son sustancias que en sí mismas no tienen propiedades aglomerantes, pero que reaccionan con la cal a la temperatura ordinaria para formar compuestos estables insolubles con propiedades aglomerantes.

Tanto Griegos como Romanos usaban la puzolana para m ezclarla con la Cal. Con eso obtenían morteros hidráulicos, esto es, capaces de endurecer dentro del agua, a diferencia de los morteros aéreos (Yeso, piedra caliza, cal viva)

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Existen muchas tobas que sirven como puzolanas:� Tosca de Tenerife� Cenizas de países volcánicos como; México,

Japón, Nueva Zelandia, EEUU.� En Chile se encuentran en Pudahuel� Tierras de Diatomeas, son mejores si se calcinan� Como puzolanas artificiales están las arcillas y

esquistos, ambos calcinados. � La puzolana puede emplearse, como hacían los

Romanos, para mezclarla con la Cal, o como se emplea en otros países para agregarla al hormigón.

� Pero el uso importante en Chile es para añadirla en la fábrica junto con el Yeso al clinker de portland, moliendo después el conjuntomoliendo después el conjunto .

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La puzolana reacciona con la Cal; en el cemento, La puzolana reacciona con la Cal; en el cemento, esa Cal es la que se ha liberado en las reacciones esa Cal es la que se ha liberado en las reacciones de hidrataciónde hidratación ..

�� CENIZAS VOLANTESCENIZAS VOLANTESDe interés especial son las Cenizas Volantes, FlyAsh, procedentes de calderas que queman carboncillo. Esas cenizas contienen sílice en estado activo (puzolana) y poseen la ventaja de su gran finura (más que el cemento) y de tener forma perfectamente esférica, lo que le da mayor plasticidad a la pasta de cemento.

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Propiedades� Los cementos con puzolanas tienen buenas

propiedades de resistencia química e impermeabilidad. Tienen bajo calor de hidratación, lo que puede ser una ventaja en algunos casos, como ocurre en la construcción de grandes masas de hormigón

� Son cementos más lentos en general que los portland, aunque eso puede compensarse con mayor finura de molienda.

� Son más sensibles al calor y al frío, aumentando o disminuyendo, respectivamente, la velocidad de endurecimiento.

� La puzolana tiene además, la ventaja de inhibir la reacción álcali – árido. O sea (Na 2O – 0,658 K2O < 0,6%) con Ópalo, Calcedonia, Cristobalita.

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ESCORIA GRANULADA DE ALTO HORNOESCORIA GRANULADA DE ALTO HORNO

� Estas adiciones suelen estudiarse aparte, pero en realidad cumplen la definición de puzolana

� La escoria es un subproducto de la fabricación del hierro en el alto horno. Es una combinación de los componentes arcillosos del mineral de hierro con la caliza que se emplea como fundente. Se produce en promedio 1 tonelada de escoria por tonelada de hierro.

� En el alto horno el óxido de hierro se reduce por e l coque a hierro metálico, mientras que los componentes silíceos y aluminosos (de la ganga arcillosa) reaccionan con la cal y magnesia (de la caliza usada como fundente) para formar la escoria fundida, que queda sobre el arrabio en la descarga.

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� La escoria sale a una temperatura de 1400 a 1500 ºC .� Obsérvese que en cuanto a componentes,

reacciones y temperaturas estamos en algo similar a lo que ocurre en el horno de clinker. Por lo tant o no tiene nada de extraño que la escoria nos sirva de alguna manera para fabricar cemento.

� Si la escoria enfría lentamente, solidifica en form a de un material gris, cristalino pétreo, llamado escoria densa. Se emplea a veces como árido (no liviano) para hacer hormigón, sin ninguna o con muy poca función aglomerante.

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� Si el enfriamiento es rápido, con una cantidad limitada de agua, queda atrapado el vapor en la mas a y se obtiene un material poroso, celular, semejante a la piedra pómez. Se emplea como árido liviano.

� Para emplearla como adición al clinker, la escoria se enfría bruscamente con exceso de agua, por medio de chorros de agua o aire y agua. Se trata de enfriarla para impedir la cristalización, las molécu las no tienen tiempo para ordenarse en cristales en ese líquido, por lo demás muy viscoso y se consigue un sólido vítreo, esto es, con la disposición interna de un líquido. La escoria rompe en partículas y así se obtiene lo que se llama escoria granulada.

� La escoria granulada, sin embargo, no tiene realmente propiedades aglomerantes, o si las tiene son muy débiles. Necesita un activador (cal o cemento). Es propiamente una puzolana.

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PropiedadesPropiedades� Las propiedades de los cementos siderúrgicos

son similares en general a la de los cementos puzolánicos, aunque varían en intensidad. En general la escoria da más resistencia que la puzolana y es algo menos su beneficio en cuanto a resistencia a ataques químicos.

� Las resistencias iniciales son menores que otros cementos, aunque a mayor plazo igualan o superan al portland

� Tiene alta estabilidad volumétrica.� Su tiempo de fraguado es normal.� Son afectados por las bajas temperaturas� Se les recomienda especialmente para

hormigones en masa

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� Conviene anotar que la escoria puede también usarse como materia prima para fabricar clinker. En general necesita complementarse con una cierta proporción de caliza, pues le falta cal para constituir un crudo bien dosificado.

� Si a ese clinker molido se añade solamente yeso, se obtiene cemento portland, que no llevaría ninguna denominación de siderúrgico, pues lo que le da esa denominación es el hecho de añadir escoria después de la cocción.

� En los cementos siderúrgicos que fabrica Bio Bio se emplea la escoria de alto horno con la doble finalidad de servir de materia prima para el clinker y de adición posterior.

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En general se logran estas propiedades variando su finura de molienda y la proporción del agregado que contiene. De esta forma los cementos corrientes son más gruesos y contienen may or cantidad de adición puzolánica o siderúrgica

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Clasificación de los Cementos Nacionales

Denominación: Proporción de los Componentes

Cemento Clínquer + yeso %

Puzolana

%

Escoria alto horno

% Portland 100 --- ---

Portand puzolánico ≥ 70 < 30 --- Portland siderúrgico ≥ 70 --- < 30 Puzolánico 50 – 70 30 – 50 --- Siderúrgico 25 - 70 --- 30 – 75



Grado corriente

Grado alta resistencia

Grado corriente


Grado corriente


Cementos Bio Bio

Bio Bio Especial Siderúrgico

Bio Bio Alta Resistencia Inicial

Bio Bio Especial Puzolanico

Bio Bio Alta Resistencia

Cemento Inacesa

Inacesa Especial

Inacesa Alta Resistencia

Cemento Melon Melon Super

Melon Especial

Melon Extra Melon Plus

Cemento Polpaico

Polpaico Portland

Polpaico Especial

Polpaico 400 Polpaico ARI

Clasificacion por grado de los cementos nacionales

Fabricante

PortlandCon adicion siderúrgica

Con adicion puzolánica


Puzolanico Corriente

Siderurgico Corriente

Bio Bio Alta resistencia Portland Puzolanico Alta Resistencia

Bio Bio Alta Resistencia Inicial Portland Siderurgico Alta Resistencia ARI

Inacesa especial Puzolanico Corriente

Inacesa Alta resistencia Portland Puzolanico Alta Resistencia

Melon Especial Puzolanico Corriente

Melon Extra Portland Puzolanico Alta Resistencia

Melon Plus Portland Puzolanico Alta Resistencia ARI

Melon Super Portland Alta Resistencia

Melón Albañil *

Polpaico Especial Puzolanico Corriente

Polpaico 400 Portland Puzolanico Alta Resistencia

Polpaico Alta Resistencia Inicial Portland Puzolanico Alta Resistencia ARI

Polpaico Portland Portland Alta Resistencia

* Cemento Melón Albañil es un cemento hidráulica, tipo S según norma ASTM C-91.

Cemento Polpaico

Cementos Bio Bio

Cemento Inacesa

Cemento Melon

Bio Bio Especial


¿CÓMO PODRÍAMOS ELEGIR EL GRADO A USAR?¿CÓMO PODRÍAMOS ELEGIR EL GRADO A USAR?

A) Cementos Grado Alta Resistencia, en:◦ Prefabricados de elementos en serie o pretensados y

postensados.◦ Obras construidas en climas fríos◦ Pavimentos de alta resistencia o de entrega rápida o

reparación de ellos.◦ Hormigonados bajo agua◦ Inyecciones de morteros y lechadas de cemento,

también en Grout.◦ Edificaciones en altura, grandes obras de ingeniería civil

e industrial.◦ Obras Hidráulicas que requieren impermeabilidad y alta

resistencia.

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B) Cementos Grado Corriente, en:◦ Grandes macizos, represas, tranques◦ Losas, pavimentos y superficies expuestas◦ Estanques, piscinas, obras bajo agua o en

contacto con la humedad◦ Morteros de albañilería y estucos◦ Obras en ambientes agresivos.

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¿QUE CUIDADOS DEBEMOS TENER CON EL ¿QUE CUIDADOS DEBEMOS TENER CON EL CEMENTO EN OBRA?CEMENTO EN OBRA?

ALMACENAMIENTO Y CONSERVACIÓN

a Las bodegas deben ser ventiladas para impedir la acumulación de humedad.Los pisos pueden ser radieres de hormigón, embaldosados o entablados. En este último caso el piso debe quedar por lo menos a 10 cm. del suelo .

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b No se debe apilar más de 12 sacos para evitar la compactación del cemento, y estar separadas unos 50 cm. de las paredes y entre sí, para facilitar su manejo y ventilación.

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c El cemento se debe usar por estricto orden de llegada a la obra, para evitar que algunas partidas permanezcan mucho tiempo en ella.

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TRANSPORTE A HORMIGONERA

Levante los sacos poniendo las manos por debajo y soportando ambos extremos.

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Transportar los sacos apoyándolos de plano sobre los hombros o sobre el medio de transporte usado, en este caso sin dejar extremos colgando.

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No deje caer los sacos sobresus bordes o extremos yverifique que las superficiede apoyo esté libre de objetosque puedan romper el saco.

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FIN.


CASOS:

� Qué Co chileno puedo emplear para un Ho en presencia de Sulfatos?

� Qué Co chileno en presencia de áridos reactivos?

� Qué Co chilenos se podrían usar para hormigonado en grandes masas?

� ¿Qué variables –manejables en obra-debería considerar para obtener a la brevedad, la resistencia especificada fc a 28 días?

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tecnologia del hormigon chile

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