View
167
Download
3
Category
Preview:
Citation preview
TEMA 5
CEMENTOS
DEFINICIÓN DE CEMENTO
Conglomerante hidráulico mas importante.
Productos artificiales finamente molidos, que amasados con agua forman pastas que fraguan y amasados con agua forman pastas que fraguan y endurecen a causa de las reacciones de hidrólisis e hidratación de sus constituyentes, dando lugar a productos hidratados mecánicamente resistentes y estables tanto al aire como bajo el agua
COMPONENTES DEL CEMENTO
1. Componentes principales1.1 Clínker de cemento1.1.1 Clínker de cemento pórtland (K)
Requisitos;Silicatos cálcicos ≥ 2/3 de su masaSilicatos cálcicos ≥ 2/3 de su masaCal /sílice ≥ 2MgO<5%
1.1.2 Clínker de cemento de aluminato de calcio (k)Caliza + bauxitaAlúmina (Al2O3) ≥36%
COMPONENTES DEL CEMENTO
1. Componentes principales1.2 Escoria granulada de horno alto (S)
Granulado de alto hornoque se obtiene por templado o enfriamientobrusco (agua o aire) de la ganga fundida procedente de procesos siderúrgicos.procedente de procesos siderúrgicos.Condiciones:
Fase vítrea ≥ 2/3CaO + MgO +SiO2 ≥ 2/3, el resto Al2O3 y
otros
1
2
fSiO
MgOCaO +
COMPONENTES DEL CEMENTO
1. Componentes principales1.3 Puzolanas (P, Q)Productos naturales o artificiales que fraguan enpresencia de cal dando productos similares a losde hidratación del clinker Portland.
1.3.1 Puzolanas naturales (P):rocas volcánicas vítreas.
1.3.2 Puzolanas naturales calcinadas (Q): materiales de origen volcánico o rocas sedimentarias activadas por tratamientos térmicos
COMPONENTES DEL CEMENTO
1. Componentes principales1.4 Cenizas volantes (V, W)Subproductos de centralestermoeléctricas basándose en carbón.V = naturaleza silíceaV = naturaleza silíceaW = naturaleza calcáreaCondiciones:Fase vítrea ≥ 2/3SiO2 reactiva ≥ 25%Sí CaO >5% riesgo de expansión
Aumenta la resistencia mecánicaMejora la durabilidad de morteros y hormigones
COMPONENTES DEL CEMENTO
1. Componentes principales1.5 Esquisto Calcinado (T)
El esquisto calcinado , particularmente el bituminoso, se produce en un horno especial a T 800ºCPropiedades hidráulicas y puzolánicasPropiedades hidráulicas y puzolánicas
1.6. Caliza (L, LL)� CO3Ca > 75%� Contenido de arcilla < 1.20 g/100 g� Contenido de carbono orgánico total; � LL<0.20%, L<0.50%� Control de fisuración. Retracción� Trabajabilidad.
COMPONENTES DEL CEMENTO
1. Componentes principales1.7. Humo de Sílice (D)
Subproductos de la fabricación en hornoseléctricos del silicio y ferrosilicato a partir decuarzo, caliza y hierroSe le exige un porcentaje alto de sílice activa.Se le exige un porcentaje alto de sílice activa.
Actúa como:Aumenta la resistencia mecánicaAumenta la adherencia de la pasta a los áridosDisminuye la permeabilidadAumenta la cohesión de la mezcla
Es imprescindible en la obtención dehormigones de altas prestaciones.
COMPONENTES DEL CEMENTO
2. Componentes adicionales minoritarios2.1 Sulfato de calcio
Se añade durante la fabricación de cemento para controlar el fraguado
2.2 Aditivos2.2 AditivosEn proporción menor del 1% Los aditivos orgánicos menor 0.5%Facilitar la fabricación (molienda)
ÓXIDOS CONSTITUYENTES DEL CLINKER PORTLAND
1.Calcinación de calizasCO3Ca → CO2 + CaO
2.Deshidratación y descomposición de arcillasArcilla → H2O + MgO + Na2O+ ... + SiO2 +Al2O3
+Fe2O3+Fe2O3
Oxidos fundamentales :CaO; CSiO2; SAl2O3; AFe2O3; F
ÓXIDOS CONSTITUYENTES DEL CLINKER PORTLAND
3. Productos de la sinterizaciónCaO+SiO2+Al2O3 → mSiO2n CaO + p Al2O3 q CaO +
CaO (libre)
Silicatos mas frecuentesC3S C2S C3S C2S
AluminatosC3A
OtrosC4AF (ferrito aluminato tetracálcico)
COMPONENTES PRINCIPALES DEL CLINKER PORTLAND
� Silicato tricálcico SC3
� Silicato bicálcico SC2� Aluminato tricálcico AC3� Ferrito aluminato tetracálcico C4AF
Silicatos: Responsables de las resistenciasmecánicas del cemento.
COMPONENTES PRINCIPALES DEL CLINKER PORTLAND
SC3 ↑ resistencias inicialesLibera un elevado calor de hidratación (120 cal/g)SC2 ↓ resistencias inicialesLibera menor calor de hidratación (60 cal/gr.)
COMPONENTES PRINCIPALES DEL CLINKER PORTLAND
Aluminato (AC 3): Por si sólo contribuye muypoco a las resistencias del cemento.Alto calor de hidratación
Ferrito aluminato tetracálcico (C 3 AF): Pocacontribución a las resistencias del cemento.contribución a las resistencias del cemento.Importante como fundenteResponsable del color gris-verdoso (3%)Buen calor de hidratación (100 cal/gr.)
COMPOSICIÓN DEL CLINKER
COMPOSICIÓN POTENCIAL DE BOGUE
Conocidos los contenidos en óxidos fundamentales una vez calcinados con estas formulas se pueden conocer los distintos compuestos que tiene el clinker.clinker.
C4AF = 3.04 Fe2O3
C3A = 2.65Al2O3 - 1.69 Fe2O3
C3S = 4.07CaO – 7.60 SiO2- 1.43Fe2O3 – 6.72Al2O3
C2S = 2.86 SiO2– 0.75 C3S
COMPOSICIÓN DEL CLINKER
SATURACIÓN EN CALEs necesario que la relación entre el contenidode cal disponible en el clínker y el máximocontenido de cal permitida se aproxime a launidad.“Índice de saturación en cal”“Índice de saturación en cal”
IS=
Cementos Portland 0.85-0.95Cementos de alta calidad 0.98Nunca <0.7 ni >1.2
32322
3
65.02.18.2
7.0
OFeOAlSiO
SOCaO
++−
FABRICACIÓN DE CEMENTOS
PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS CEMENTOS
FRAGUADOFactores:
Tipo y composición del cementoRelación A/CCondiciones ambientalesCondiciones ambientales
Ensayos:1. Obtención de una pasta de consistencia normal
C=500g A=125cm3. Amasar pasta homogéneaMolde troncocónico aparato Vicat.4 min dejar caer sonda.5-7 mm la placa base y sonda.
PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS CEMENTOS
FRAGUADOPrincipio de fraguado
Tiempo transcurrido desde que se acaba de añadir cemento al agua hasta que una aguja de 1.13 mm de diámetro penetra en la pasta hasta quedar a una distancia de entre 5 y 3mm del fondo del molde distancia de entre 5 y 3mm del fondo del molde troncocónico. T=20º C y 90% humedad
Final de fraguadoTiempo transcurrido desde que se acaba de añadir cemento al agua hasta que el accesorio anular auxiliar no deja marca en la pasta o la aguja penetra 0.5mm.
PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS CEMENTOS
FRAGUADOSegún la RC-08 el fraguado del cemento debe cumplir las siguientes prescripciones
Rápido fraguadoMás finura de molidoMenos cantidad de agua de amasadoMás sequedad del aire
La presencia de materia orgánica retrasa el fraguado
PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS CEMENTOS
EXPANSIÓNRiesgo de expansión tardía que puede tener un cemento fraguado debido a la hidratación de óxido de calcio y/o óxido de magnesio
Método de ensayo de estabilidad de volúmenes Método de ensayo de estabilidad de volúmenes (Agujas de Le Chatelier)
Pasta consistencia normalEl molde tiene elasticidad permite desplazar las
agujas hasta 17±2.5 mm 1. 24 h cámara húmeda. Li = distancia agujas2. 3 h agua ebullición y enfriar. Lf3. Lf-Li<10mm (RC-08)
PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS CEMENTOS
RESISTENCIA MECÁNICAEnsayo sobre mortero normalizado
Arena normalizadaA/C =0.5
Probetas prismáticas de 4x4x16 cm3. Primero a Probetas prismáticas de 4x4x16 cm3. Primero a flexotracción y los trozos resultantes se rompen a compresión sobre superficie de 4x4 cm2
Roturas a los 2, 7, 28 días
PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS CEMENTOS
PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS CEMENTOS
FINURA DE MOLIDOLigado al valor hidráulico del cementoLos granos de cemento solo se hidratan una profundidad de 0.01mmEl cemento Portland debe estar finamente molido El cemento Portland debe estar finamente molido pero no en exceso
CARACTERISTICAS QUÍMICAS DE LOS CEMENTOS
� Perdida al fuego� Residuo insoluble� Composición del Clinker� Cal y magnesia libre
Contenido de SO� Contenido de SO3
� Calor de hidratación
TIPOS DE CEMENTO
TIPOS DE CEMENTO
TIPOS DE CEMENTO
� Cemento pórtlandCEM IClase de resistencia (32.5, 42.5, 52.5)R (alta resistencia inicial) o N (resistencia inicial
normal)normal)Referencia de la norma EN 197-1
Ejemplo;EN 197-1 CEM I 42.5 R
TIPOS DE CEMENTO
� Cemento pórtland con adicionesCEM II seguido de (/) y subtipo (A o B) (-)S ; escoria de horno altoD ; humo de síliceP ; puzolana naturalP ; puzolana naturalQ ; puzolana natural calcinadaV ; ceniza volante silíceaW ; ceniza volante calcáreaT ; esquistos calcinadosL ; caliza <0.50 de contenido de carbono orgánicoLL; caliza < 0.20 de contenido de carbono orgánico
TIPOS DE CEMENTO
� Cemento pórtland con adicionesClase de resistencia (32.5, 42.5, 52.5)R (alta resistencia inicial) o N (resistencia inicial
normal)Referencia de la norma EN 197-1Referencia de la norma EN 197-1
Ejemplo;EN 197-1 CEM II/A-L 32.5 N
TIPOS DE CEMENTO
� Cemento pórtland mixtoCEM II seguido de (/) y subtipo (A o B) (-)M ( las letras identificativas de los componentes
principales empleados como adición)Clase de resistencia (32.5, 42.5, 52.5)Clase de resistencia (32.5, 42.5, 52.5)R (alta resistencia inicial) o N (resistencia inicial
normal)Referencia de la norma EN 197-1
Ejemplo;EN 197-1 CEM II/A-M (S-V-L) 32.5 R
TIPOS DE CEMENTO
� Cemento común con bajo calor de hidratación-LH al final de la designación
Ejemplo;EN 197-1 CEM II/A-L 32.5 N-LH
TIPOS DE CEMENTO
� Cemento común con bajo calor de hidratación
TIPOS DE CEMENTO
� Cemento con escorias de horno altoCEM III seguido de (/) y subtipo (A, B o C)Clase de resistencia (32.5, 42.5, 52.5)R (alta resistencia inicial) o N (resistencia inicial
normal)normal)Referencia de la norma EN 197-1
Ejemplo;EN 197-1 CEM III/B 32.5 N
TIPOS DE CEMENTO
� Cemento con escorias de horno alto Baja resistencia inicialCEM III seguido de (/) y subtipo (A, B o C)Clase de resistencia (32.5, 42.5, 52.5)L (baja resistencia inicial)L (baja resistencia inicial)LH (en caso de que sea de Bajo calor de hidratación)Referencia de la norma EN 197-4
Ejemplo;EN 197-4 CEM III/B 32.5 LEN 197-4 CEM III/B 32.5 L-LH
TIPOS DE CEMENTO
� Cemento con escorias de horno alto
Baja resistencia inicial
TIPOS DE CEMENTO
� Cemento con escorias de horno alto
Baja resistencia inicial
TIPOS DE CEMENTO
� Cemento con escorias de horno alto
Baja resistencia inicial
TIPOS DE CEMENTO
� Cementos especiales de muy bajo calor de hidratación
TIPOS DE CEMENTO
� Cementos especiales de muy bajo calor de hidratación
VLH III, VLH IV, VLH V seguido de (/) y subtipo (A,B o C)
Resistencia nominal (22.5)Referencia de la norma UNE - EN 14216
Ejemplo;UNE-EN 14216 VLH IV /B (P) 22.5
TIPOS DE CEMENTO
� Cementos de aluminato de calcioCompuesto únicamente por clínker de cemento
de aluminato de calcioCACReferencia de la norma UNE - EN 14647Referencia de la norma UNE - EN 14647Ejemplo;
UNE-EN 14647 CACPropiedades;
Desarrolla resistencia a mucha mayor velocidad que el cemento pórtland.
TIPOS DE CEMENTO
� Cementos de aluminato de calcio
TIPOS DE CEMENTO
� Cementos de albaliñeríaClínker de cemento pórtland+componentes
inorgánicos+aditivos
TIPOS DE CEMENTO
� Cementos de albaliñeríaClínker de cemento pórtland+componentes
inorgánicos+aditivosMCClase de resistencia (5, 12.5, 22.5)Clase de resistencia (5, 12.5, 22.5)X no se incorpore un aditivo inclusor de aireReferencia de la norma UNE - EN 413-1
Ejemplo;EN 413-1 MC 12.5 X
TIPOS DE CEMENTO
� Cementos de albaliñería
TIPOS DE CEMENTO
� Cementos de albaliñería
TIPOS DE CEMENTO
� Cementos de albaliñería
CEMENTOS SUJETOS AL REAL DECRETO 1313/1988
� Cementos resistentes a los sulfatosIgual que los cementos comunes omitiendo CEM-LH un cemento de bajo calor de hidratación(/) SRReferencia de la norma UNE 80303-1Referencia de la norma UNE 80303-1
Ejemplo;I 42.5 R /SR UNE 80303-1I 42.5 N-LH/SR UNE 80303-1
CEMENTOS SUJETOS AL REAL DECRETO 1313/1988
� Cementos resistentes a los sulfatos
CEMENTOS SUJETOS AL REAL DECRETO 1313/1988
� Cementos resistentes el agua del mar
Igual que los cementos comunes omitiendo CEM-LH un cemento de bajo calor de hidratación(/) MRReferencia de la norma UNE 80303-2Referencia de la norma UNE 80303-2
Ejemplo;III/B 32.5 R/MR UNE 80303-2III/B 32.5 N-LH/MR UNE 80303-2
CEMENTOS SUJETOS AL REAL DECRETO 1313/1988
� Cementos resistentes el agua del mar
CEMENTOS SUJETOS AL REAL DECRETO 1313/1988
� Cementos blancosCementos comunes blancos
Igual que la designación de los cementos comunes BL sustituye CEM
Referencia de la norma UNE 80305Ejemplo;Ejemplo;
BL I 42.5 R UNE 80305
Cementos de albaliñeria blancos
CEMENTOS SUJETOS AL REAL DECRETO 1313/1988
� Cementos blancos
Cementos de albaliñeria blancosEjemplo;
BL I 22.5 X UNE 80305
CEMENTOS SUJETOS AL REAL DECRETO 1313/1988
� Cementos para usos especialesESP VI-IClase de resistencia (32.5N, 42.5N, 52.5N)Referencia de la norma UNE 80307
Ejemplo;ESP VI-I 32.5N UNE 80307
CEMENTOS SUJETOS AL REAL DECRETO 1313/1988
� Cementos para usos especiales
RECOMENDACIONES DE USO
RECOMENDACIONES DE USO
RECOMENDACIONES DE USO
� CEMENTOS RECOMENDADOS PARA CIMENTACIONES
RECOMENDACIONES DE USO
� CEMENTOS RECOMENDADOS PARA OBRAS PORTUARIAS Y MARÍTIMAS
RECOMENDACIONES DE USO
� CEMENTOS RECOMENDADOS PARA PRESAS
RECOMENDACIONES DE USO
� CEMENTOS RECOMENDADOS PARA OBRAS HIDRAULICAS DISTINTAS DE LAS PRESAS
RECOMENDACIONES DE USO
� CEMENTOS RECOMENDADOS PARA DETERMINDAS CIRCUNSTANCIAS DE HORMIGONADO
RECOMENDACIONES DE USO
� CEMENTOS RECOMENDADOS SEGÚN LAS DIFERENTES CLASES DE EXPOSICIÓN
RECOMENDACIONES DE USO
� CEMENTOS RECOMENDADOS PARA HORMIGONES A EMPLEAR EN FIRMES DE CARRETERAS, DE PUERTOS Y DE AEROPUERTOS
RECOMENDACIONES DE USO
� CEMENTOS RECOMENDADOS PARA HORMIGONES A EMPLEAR EN APLICACIONES DE TIPO NO ESTRUCTURAL
RECOMENDACIONES DE USO
� CEMENTOS RECOMENDADOS PARA MORTEROS DE ALBALIÑERIA
Recommended