INDICE

1.-HISTORIA.2.-DEFINICION.3.-TIPOS DE CEMENTO.4.-PROCESO DE FABRICACION.5.-ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO.6.-DESCRIPCION DE LOS COMPONENTES DEL CEMENTO.

HISTORIADesde la antigedad se emplearon pastas, greda y morteros elaborados con arcilla, yeso o cal para unir mampuestos en las edificaciones. Fue en la Antigua Grecia cuando empezaron a usarse tobas volcnicas extradas de la isla de Santolina, los primeros cementos naturales. En el siglo I a. C. se empez a utilizar el cemento natural en la Antigua Roma, obtenido en Pozzuoli, cerca del Vesubio. La bveda del Panten es un ejemplo de ello. En el siglo XVIII John Smeaton construye la cimentacin de un faro en el acantilado de Edystone, en la costa Cornwall, empleando un mortero de cal calcinada. El siglo XIX, Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824 el Portland Cement, denominado as por su color gris verdoso oscuro similar a la piedra de Portland. Isaac Johnson, en 1845, obtiene el prototipo del cemento moderno, con una mezcla de caliza y arcilla calcinada a alta temperatura. En el siglo XX surge el auge de la industria del cemento, debido a los experimentos de los qumicos franceses Vicat y Le Chatelier y el alemn Michalis, que logran cemento de calidad homognea; la invencin del horno rotatorio para calcinacin y el molino tubular y los mtodos de transportar hormign fresco ideados por Juergen Heinrich Magens que patenta entre 1903 y 1907.

QUE ES EL CEMENTO?El cemento es un conglomerante hidrulico, es decir, un material inorgnico finamente molido que amasado con agua, forma una pasta que fragua y endurece por medio de reacciones y procesos de hidratacin y que, una vez endurecido conserva su resistencia y estabilidad incluso bajo el agua.Dosificado y mezclado apropiadamente con agua y ridos debe producir un hormign o mortero que conserve su trabajabilidad durante un tiempo suficiente, alcanzar unos niveles de resistencias preestablecido y presentar una estabilidad de volumen a largo plazo.El endurecimiento hidrulico del cemento se debe principalmente a l hidratacin de los silicatos de calcio, aunque tambin pueden participar en el proceso de endurecimiento otros compuestos qumicos, como por ejemplo, los aluminatos. La suma de las proporciones de xido de calcio reactivo (Cao) y de dixido de silicio reactivo (SiO2) ser al menos del 50% en masa, cuando las proporciones se determinen conforme con la Norma Europea EN 196-2.Los cementos estn compuestos de diferentes materiales (componentes) que adecuadamente dosificadas mediante un proceso de produccin controlado, le dan al cemento las cualidades fsicas, qumicas y resistencias adecuadas al uso que se desee.

TIPOS DE CEMENTOSe pueden establecer dos tipos bsicos de cementos:1. DE ORIGEN ARCILLOSO: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporcin 1 a 4 aproximadamente; 2. DE ORIGEN PULZOLANICO: la puzolana del cemento puede ser de origen orgnico o volcnico. Existen diversos tipos de cemento, diferentes por su composicin, por sus propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos.Desde el punto de vista qumico se trata en general de una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos a travs del cocido de calcreo, arcilla y arena. El material obtenido, molido muy finamente, una vez que se mezcla con agua se hidrata y solidifica progresivamente. Puesto que la composicin qumica de los cementos es compleja, se utilizan terminologas especficas para definir las composiciones.A) EL CEMENTO PORLANT.

El tipo de cemento ms utilizado como aglomerante para la preparacin del hormign o concreto es el cemento portland, producto que se obtiene por la pulverizacin del clinker portland con la adicin de una o ms formas de sulfato de calcio. Se admite la adicin de otros productos siempre que su inclusin no afecte las propiedades del cemento resultante. Todos los productos adicionales deben ser pulverizados conjuntamente con el clinker. Cuando el cemento portland es mezclado con el agua, se obtiene un producto de caractersticas plsticas con propiedades adherentes que solidifica en algunas horas y endurece progresivamente durante un perodo de varias semanas hasta adquirir su resistencia caracterstica.Con el agregado de materiales particulares al cemento (calcreo o cal) se obtiene el cemento plstico, que fragua ms rpidamente y es ms fcilmente trabajable. Este material es usado en particular para el revestimiento externo de edificios.

.Normativa La calidad del cemento portland deber estar de acuerdo con la norma ASTM C 150. En Europa debe estar de acuerdo con la norma EN 197-1. En Espaa los cementos vienen regulados por la Instruccin para recepcin de cementos RC-08, aprobados por el Real Decreto 956/2008 de 6 de junio. CEMENTOS PORLAND ESPECIALES.Los cementos portland especiales son los cementos que se obtienen de la misma forma que el portland, pero que tienen caractersticas diferentes a causa de variaciones en el porcentaje de los componentes que lo forman. Portland frricoEl portland frrico est caracterizado por un mdulo de fundentes de 0,64. Esto significa que este cemento es muy rico en hierro. En efecto se obtiene introduciendo cenizas de pirita o minerales de hierro en polvo. Este tipo de composicin comporta por lo tanto, adems de una mayor presencia de Fe2O3, una menor presencia de 3CaOAl2O3 cuya hidratacin es la que desarrolla ms calor. Por este motivo estos cementos son particularmente apropiados para ser utilizados en climas clidos. Los mejores cementos frricos son los que tienen un mdulo calcreo bajo, en efecto estos contienen una menor cantidad de 3CaOSiO2, cuya hidratacin produce la mayor cantidad de cal libre (Ca(OH)2). Puesto que la cal libre es el componente mayormente atacable por las aguas agresivas, estos cementos, conteniendo una menor cantidad, son ms resistentes a las aguas agresivas.

B) CEMENTOS BLANCOS.Contrariamente a los cementos frricos, los cementos blancos tienen un mdulo de fundentes muy alto, aproximadamente 10. Estos contienen por lo tanto un porcentaje bajsimo de Fe2O3. EI color blanco es debido a la falta del hierro que le da una tonalidad griscea al Portland normal y un gris ms oscuro al cemento frrico. La reduccin del Fe2O3 es compensada con el agregado de fluorita (CaF2) y de criolita (Na3AlF6), necesarios en la fase de fabricacin en el horno. Para bajar la calidad del tipo de cemento que hoy en da hay 4: que son tipo I 52,5, tipo II 52,5, tipo II 42,5 y tipo II 32,5;tambin llamado pavi) se le suele aadir una adicin extra de caliza que se le llama clinkerita para rebajar el tipo, ya que normalmente el clinker molido con yeso sera tipo IC) CEMENTO DE MESCLAS.Los cementos de mezclas se obtienen agregando al cemento Portland normal otros componentes como la puzolana. El agregado de estos componentes le da a estos cementos nuevas caractersticas que lo diferencian del Portland normal. Cemento puzolnicoSe denomina puzolana a una fina ceniza volcnica que se extiende principalmente en la regin del Lacio y la Campania, su nombre deriva de la localidad de Pozzuoli, en las proximidades de Npoles, en las faldas del Vesubio. Posteriormente se ha generalizado a las cenizas volcnicas en otros lugares. Ya Vitrubio describa cuatro tipos de puzolana: negra, blanca, gris y roja.Mezclada con cal (en la relacin de 2 a 1) se comporta como el cemento puzolnico, y permite la preparacin de una buena mezcla en grado de fraguar incluso bajo agua.Esta propiedad permite el empleo innovador del hormign, como ya haban entendido los romanos: El antiguo puerto de Cosa (puerto) fue construido con puzolana mezclada con cal apenas antes de su uso y colada bajo agua, probablemente utilizando un tubo, para depositarla en el fondo sin que se diluya en el agua de mar. Los tres muelles son visibles todava, con la parte sumergida en buenas condiciones despus de 2100 aos.La puzolana es una piedra de naturaleza cida, muy reactiva, al ser muy porosa y puede obtenerse a bajo precio. Un cemento puzolnico contiene aproximadamente: 55-70% de clinker Portland 30-45% de puzolana 2-4% de yeso Puesto que la puzolana se combina con la cal (Ca (OH)2), se tendr una menor cantidad de esta ltima. Pero justamente porque la cal es el componente que es atacado por las aguas agresivas, el cemento puzolnico ser ms resistente al ataque de stas. Por otro lado, como el 3CaOAl2O3 est presente solamente en el componente constituido por el clinker Portland, la colada de cemento puzolnico desarrollar un menor calor de reaccin durante el fraguado. Este cemento es por lo tanto adecuado para ser usado en climas particularmente calurosos o para coladas de grandes dimensiones.Se usa principalmente en elementos en las que se necesita alta impermeabilidad y durabilidad. Cemento siderrgicoLa puzolana ha sido sustituida en muchos casos por la ceniza de carbn proveniente de las centrales termoelctricas, escoria de fundiciones o residuos obtenidos calentando el cuarzo. Estos componentes son introducidos entre el 35 hasta el 80%. El porcentaje de estos materiales puede ser particularmente elevado, siendo que se origina a partir de silicatos, es un material potencialmente hidrulico. Esta debe sin embargo ser activada en un ambiente alcalino, es decir en presencia de iones OH-. Es por este motivo que debe estar presente por lo menos un 20% de cemento Portland normal. Por los mismos motivos que el cemento puzolanico, el cemento siderrgico tambin tiene buena resistencia a las aguas agresivas y desarrolla menos calor durante el fraguado. Otra caracterstica de estos cementos es su elevada alcalinidad natural, que lo rinde particularmente resistente a la corrosin atmosfrica causada por los sulfatos.Tiene alta resistencia qumica, de cidos y sulfatos, y una alta temperatura al fraguar.

D) CEMENTO DE FRAGUADO RAPIDO.El cemento de fraguado rpido, tambin conocido como "cemento romano prompt natural", se caracteriza por iniciar el fraguado a los pocos minutos de su preparacin con agua. Se produce en forma similar al cemento Portland, pero con el horno a una temperatura menor (1.000 a 1.200C).[1] Es apropiado para trabajos menores, de fijaciones y reparaciones, no es apropiado para grandes obras porque no se dispondra del tiempo para efectuar una buena colada. Aunque se puede iniciar el fraguado controlado mediante retardantes naturales (E-330) como el cido ctrico, pero aun as si inicia el fraguado aproximadamente a los 15 minutos (a 20C). La ventaja es que al pasar aproximadamente 180 minutos de iniciado del fraguado, se consigue una resistencia muy alta a la compresin (entre 8 a 10 MPa), por lo que se obtiene gran prestacin para trabajos de intervencin rpida y definitivos. Hay cementos rpidos que pasados 10 aos, obtienen una resistencia a la compresin superior a la de algunos hormigones armados (mayor a 60 MPa).E) CEMENTO ALUMINOSO.El cemento aluminoso se produce principalmente a partir de la bauxita con impurezas de xido de hierro (Fe2O3), xido de titanio (TiO2) y xido de silicio (SiO2). Adicionalmente se agrega xido de calcio o bien carbonato de calcio. El cemento aluminoso tambin recibe el nombre de cemento fundido, pues la temperatura del horno alcanza hasta los 1.600C, con lo que se alcanza la fusin de los componentes. El cemento fundido es colado en moldes para formar lingotes que sern enfriados y finalmente molidos para obtener el producto final.El cemento aluminoso tiene la siguiente composicin de xidos: 35-40% xido de calcio 40-50% xido de aluminio 5% xido de silicio 5-10% xido de hierro 1% xido de titanio Su composicin completa es: 60-70% CaOAl2O3 10-15% 2CaOSiO2 4CaOAl2O3Fe2O3 2CaOAl2O3SiO2 Por lo que se refiere al xido de silicio, su presencia como impureza tiene que ser menor al 6%, porque el componente al que da origen, es decir el (2CaOAl2O3SiO2) tiene pocas propiedades hidrfilas (poca absorcin de agua). Reacciones de hidratacinCaOAl2O3+10H2O CaOAl2O310H2O (cristales hexagonales)2(CaOAl2O3)+11H2O 2CaOAl2O38H2O + Al (OH)3 (cristales + gel)2(2CaOSiO2)+ (x+1) H2O 3CaO2SiO2xH2O + Ca (0H)2 (cristales + gel)Mientras el cemento Portland es un cemento de naturaleza bsica, gracias a la presencia de cal Ca(OH)2, el cemento aluminoso es de naturaleza sustancialmente neutra. La presencia del hidrxido de aluminio Al(OH)3, que en este caso se comporta como cido, provocando la neutralizacin de los dos componentes y dando como resultado un cemento neutro.El cemento aluminoso debe utilizarse en climas fros, con temperaturas inferiores a los 30C. En efecto, si la temperatura fuera superior, la segunda reaccin de hidratacin cambiara y se tendra la formacin de 3CaOAl2O36H2O (cristales cbicos) y una mayor produccin de Al (OH)3, lo que llevara a un aumento del volumen y podra causar fisura.

PROCESO DE FABRICACION

Existe una gran variedad de cementos segn la materia prima base y los procesos utilizados para producirlo, que se clasifican en procesos de va seca y procesos de va hmeda. El proceso de fabricacin

Del cemento comprende cuatro etapas principales:1. Extraccin y molienda de la materia prima 2. Homogeneizacin de la materia prima 3. Produccin del Clinker 4. Molienda de cemento La materia prima para la elaboracin del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso) se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la dureza y ubicacin del material, se aplican ciertos sistemas de explotacin y equipos. Una vez extrada la materia prima es reducida a tamaos que puedan ser procesados por los molinos de crudo.La etapa de homogeneizacin puede ser por va hmeda o por va seca, dependiendo de si se usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales. En el proceso hmedo la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de homogeneizacin y de all hasta los hornos en donde se produce el clnker a temperaturas superiores a los 1500 C. En el proceso seco, la materia prima es homogeneizada en patios de materia prima con el uso de maquinarias especiales. En este proceso el control qumico es ms eficiente y el consumo de energa es menor, ya que al no tener que eliminar el agua aadida con el objeto de mezclar los materiales, los hornos son ms cortos y el clnker requiere menos tiempo sometido a las altas temperaturas.El clnker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de homogeneizacin, es luego molido con pequeas cantidades de yeso para finalmente obtener cemento.Reaccin de las partculas de cemento con el agua 1. Periodo inicial: las partculas con el agua se encuentran en estado de disolucin, existiendo una intensa reaccin exotrmica inicial. Dura aproximadamente diez minutos. 2. Periodo durmiente: en las partculas se produce una pelcula gelatinosa, la cual inhibe la hidratacin del material durante una hora aproximadamente. 3. Inicio de rigidez: al continuar la hidratacin de las partculas de cemento, la pelcula gelatinosa comienza a crecer, generando puntos de contacto entre las partculas, las cuales en conjunto inmovilizan la masa de cemento. Tambin se le llama fraguado. Por lo tanto, el fraguado sera el aumento de la viscosidad de una mezcla de cemento con agua. 4. Ganancia de resistencia: al continuar la hidratacin de las partculas de cemento, y en presencia de cristales de CaOH2, la pelcula gelatinosa (la cual est saturada en este punto) desarrolla unos filamentos tubulares llamados agujas fusiformes, que al aumentar en nmero generan una trama que aumenta la resistencia mecnica entre los granos de cemento ya hidratados. 5. Fraguado y endurecimiento: el principio de fraguado es el tiempo de una pasta de cemento de difcil moldeado y de alta viscosidad. Luego la pasta se endurece y se transforma en un slido resistente que no puede ser deformado. El tiempo en el que alcanza este estado se llama final de fraguado.

ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO.Si es cemento en sacos, deber almacenarse sobre parrillas de madera o piso de tablas; no se apilar en hileras superpuestas de ms de 14 sacos de altura para almacenamiento de 30 das, ni de ms de 7 sacos de altura para almacenamientos hasta de 2 meses. Para evitar que el cemento envejezca indebidamente, despus de llegar al rea de las obras, el contratista deber utilizarlo en la misma secuencia cronolgica de su llegada. No se utilizar bolsa alguna de cemento que tenga ms de dos meses de almacenamiento en el rea de las obras, salvo que nuevos ensayos demuestren que est en condiciones satisfactorias. COMPONENTES DEL CEMENTO.Existen, desde el punto de vista de composicin normalizada, dos tipos de componentes: Componente principal: Material inorgnico, especialmente seleccionado, usado en proporcin superior al 5% en masa respecto de la suma de todos los componentes principales y minoritarios. Componente minoritario: Cualquier componente principal, usado en proporcin inferior al 5% en masa respecto de la suma d e todos los componentes principales y minoritarios.. DESCRIPCION DE LOS COMPONENTES Caliza (L) Especificaciones: CaCO3 >= 75% en masa. Contenido de arcilla < 1,20 g/100 g. Contenido de carbono orgnico total TOC) = 75% en masa. Contenido de arcilla < 1,20 g/100 g. Contenido de carbono orgnico total TOC) 10,0% en masa si el contenido est entre el 10,0% y el 15,0% las cenizas volantes calcreas con ms del 15,0% tendrn una resistencia a compresin de al menos 10,0 Mpa a 28 das SiO2 reactivo >= 25% Expansin estabilidad) = 2,0 MgO = 2/3Clnker Aluminato de Calcio El clnker de cemento de aluminato de calcio es un material hidrulico que se obtiene por fusin o sinterizacin de una mezcla homognea de materiales aluminosos y calcreos conteniendo elementos, normalmente expresados en forma de xidos, siendo los principales los xidos de aluminio, calcio y hierro (Al2O3, Cao, Fe2O3), y pequeas cantidades de xidos de otros elementos (SiO2, TiO2, S=, SO3, Cl-, Na2O, K2O, etc.). El componente mineralgico fundamental es el aluminato monoclcico (Cao Al2O3). Escoria granulada de horno alto (S) La escoria granulada de horno alto se obtiene por enfriamiento rpido de una escoria fundida de composicin adecuada, obtenida por la fusin del mineral de hierro en un horno alto. Composicin qumica: Cao, SiO2, MgO, Al2O3 y otros compuestos. Especificaciones: Fase vtrea >= 2/3 Cao + MgO + SiO2 >= 2/3 Cao + MgO)/SiO2) > 1,0Esquistos calcinados (T) El esquisto calcinado, particularmente el bituminoso, se produce en un horno especial a temperaturas de aproximadamente 800C y finamente molido presenta propiedades hidrulicas pronunciadas, como las del cemento Portland, as como propiedades puzolnicas. Composicin: SiO2, Cao, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos. Especificaciones: Resistencia a compresin a 28 das >= 25,0 MPa La expansin estabilidad) = 85% Prdida por calcinacin = 15,0 m2/gPuzolana natural (P) Las puzolanas naturales son normalmente materiales de origen volcnico o rocas sedimentarias de composicin silcea o silicio-aluminosa o combinacin de ambas, que finamente molidos y en presencia de agua reaccionan para formar compuestos de silicato de calcio y aluminato de calcio capaces de desarrollar resistencia. Composicin qumica: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3, Cao y otros compuestos. Especificaciones: SiO2 reactiva > 25%Puzolana natural calcinada (Q) Las puzolanas naturales calcinadas son materiales de origen volcnico, arcillas, pizarras o rocas sedimentarias activadas por tratamiento trmico. Composicin qumica: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3, Cao y otros compuestos. Especificaciones: SiO2 reactiva > 25%

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