UPN, PASIÓN POR
TRANSFORMAR VIDAS
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Sesión 2: El cemento – PARTE 1
Docente: Eduar Rodríguez B
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Logros de la Unidad
Al finalizar la Unidad, el estudiante
elabora
una
cartilla
detallada,
definiendo
los
elementos
que
constituyen el concreto y los conceptos
básicos de la teoría del cemento, la
influencia de su composición química
en el proceso de hidratación de los
cementos y
los mecanismos de
endurecimiento, con precisión.
Logros de la sesión
Al finalizar la sesión, el estudiante
elabora
una
cartilla
detallada,
definiendo
los
elementos
que
constituyen el concreto y los conceptos
básicos de la teoría del cemento, la
influencia de su composición química
en el proceso de hidratación de los
cementos y
los mecanismos de
endurecimiento, con precisión.
TEMAS
• Introducción.
• Elementos Constitutivos del Cemento.
• Procesos de fabricación del clinker,
• Materias Primas,
• Materiales de adición.
• Composición química del Cemento Pórtland,
• Componentes mayoritarios del clinker,
• Cálculo de la composición potencial del cemento: Ecuaciones de
Bogue.
• Trabajo práctico Nº 02: Resolución prácticas de ensayo de
ABRASIÓN
Introducción: DEFINICIÓN M.
AGLOMERANTES
Se llaman materiales aglomerantes a aquellos materiales
pulverulentos que, amasados con agua, tienen la propiedad de
fraguar y endurecerse, lo que permite utilizarlos para aglutinar a
otros materiales heterogéneos empleados, fundamentalmente,
en construcción.
El fraguado, es el conjunto de reacciones fisico-químicas que
posibilitan el establecimiento de enlaces y la solidificación de
este tipo de materiales.
Entre los aglomerantes más utilizados en la construcción
tenemos: El Yeso, La Cal y el Cemento
Introducción:
CLASIFICACIÓN DE LOS AGLOMERANTES
Prescindiendo de aquellos aglomerantes tales como betunes y
alquitranes, que tienen su origen en sedimentos orgánicos, los
más importantes se clasifican:
• Aglomerantes aéreos. Son aquellos que no contienen arcilla y
solo fraguan y endurecen al aire. Entre ellos están: el yeso y la
cal aérea.
• Aglomerantes hidráulicos. Contienen arcilla en cantidad
considerable y fraguan tanto al aire como en el agua. Entre
ellos están: los cementos, las puzolanas y la cal hidráulica.
USOS DE LOS AGLOMERANTES
Se emplean fundamentalmente para:
• Unir obras de fábrica: ladrillos, piedras, bloques, etc.
• Morteros y hormigones para cimientos, rellenos, estructuras.
• Revestimiento de paredes y techos: enlucidos y revoques.
• Revestimiento decorativo: pinturas, blanqueados.
• Elementos decorativos: cornisas, molduras, plafones.
• Prefabricados: ladrillos, bloques, vigas, piedra artificial, paneles ligeros,
bordillos, piezas de cerramiento, tubos, baldosas, etc
USOS DE LOS
AGLOMERANTES
PREPARACIÓN DE
MORTERO DE CEMENTO
ENLUCIDO DE YESO
EL CEMENTO
• Es un aglomerante hidrófilo, resultante de la calcinación de rocas calizas,
areniscas y arcillas, de manera de obtener un polvo muy fino que en
presencia de agua endurece adquiriendo propiedades resistentes y
adherentes.
• El cemento de Portland es el tipo de cemento más utilizado como
aglomerante para la preparación del hormigón o concreto.
Proporción de los materiales en las diferentes etapas de la construcción.
CARACTERÍSTICAS DEL CEMENTO
El cemento portland es un polvo de color gris, más o menos
verdoso. Se vende en bolsas que tienen un peso neto de 42.5 Kg
y un pie cúbico de capacidad.
ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DEL
CEMENTO: MATERIA PRIMA
La materia prima para la elaboración de cemento (caliza, arcilla, arena, yeso y
minerales del hierro como el feldespato) se extraen de canteras o minas se aplican
ciertos sistemas de explotación y equipos. Una vez extraída la materia prima es
reducida a tamaños que pueden ser procesados por los molinos de crudo.
FABRICACIÓN DEL CEMENTO PORTLAND
Las materias primas finamente
molidas y mezcladas, se calientan
hasta el inicio de la fusión (1400 –
1450ºC), usualmente en grandes
hornos giratorios, que pueden
llegar a medir hasta 200 mts de
longitud y 5.50 mts de diámetro. Al
material parcialmente fundido que
sale del horno se le denomina
“clinker”.
EL CEMENTO - PROCESO DE FABRICACIÓN
EL CEMENTO - PROCESO DE FABRICACIÓN
EL CEMENTO - PROCESO DE FABRICACIÓN
https://www.youtube.com/watch?v=l_VbVxEmu9w&ab_channel=UNACEMOficial
EL CEMENTO - PROCESO DE FABRICACIÓN VÍA SECA
EL CEMENTO - PROCESO DE FABRICACIÓN VÍA HÚMEDA
EL CEMENTO - PROCESO DE FABRICACIÓN VÍA SEMI
HÚMEDA
EL CEMENTO - PROCESO DE FABRICACIÓN VÍA SEMI SECA
COMPOSICIÓN DEL CEMENTO PORTLAND
95%
5%
95%
5%
Componente
Procedencia
Óxido de Calcio (CaO)
Rocas Calizas
Óxido de Sílice (SiO2)
Areniscas
Óxido
(Al2O3)
de
Aluminio Arcillas
Óxido de Fierro (Fe2O3)
Arcillas, Mineral de Hierro,
Pirita
Componente
Procedencia
Óxidos de Magnesio,
Sodio, Potasio, Titanio,
Azufre, Fósforo y
Magnesio
Minerales Varios
COMPOSICIÓN DEL CEMENTO PORTLAND
Compuesto
Porcentaje
Abreviatura
CaO
SiO2
Al2O3
Fe2O3
SO3
MgO
K2O y Na2O
61% - 67%
20% - 27%
4% - 7%
2% - 4%
1% - 3%
1% - 5%
0.25% - 1.5%
C
S
A
F
ELEMENTOS COMPONENTES DEL CEMENTO
a. Silicato Tricálcico:
(3CaO.SiO2 --> C3S --> Alita)
Define la resistencia inicial, importante en el calor de hidratación.
b. Silicato Dicálcico:
(2CaO.SiO2 --> C2S --> Belita)
Define la resistencia a largo plazo
c. Aluminato Tricálcico:
(3CaO.Al2O3) --> C3A
Es responsable de la resistencia del cemento a los sulfatos
ELEMENTOS COMPONENTES DEL CEMENTO
d. Alumino-Ferrito Tetracalcico:
(4CaO.Al2O3.Fe2O3 --> C4AF --> Celita)
Trascendencia en la velocidad de hidratación y secundariamente en el calor
de hidratación.
e. Óxido de Magnesio (MgO)
Para contenidos mayores del 5% trae problemas de expansión en la pasta
hidratada y endurecida.
f. Óxidos de Potasio y Sodio
(K2O.Na2O -->Alcalis)
Reacciona químicamente con algunos agregados
g. Óxidos de Manganeso y Titanio
(Mn2O3.TiO2)
En la coloración. Para contenidos > 5%, reducen la resistencia a largo plazo
ELEMENTOS COMPONENTES DEL CEMENTO
• Silicatos y aluminatos son los componentes mayores
• Bogue (1929) da fórmulas basadas en supuestos
ideales (pureza y equilibrio) para determinar como se
forman los componentes
• Las variantes en las proporciones de los componentes
dan como resultado los diferentes tipos de cemento
APLICACIONES DEL CEMENTO
Sus principales aplicaciones en la construcción son:
• Mortero de cemento.
• Concreto/Hormigón.
• Piezas prefabricadas. (bloques, tubos, bordillos, baldosas..)
ACTUALMENTE
Concreto
premezclado
ACTUALMENTE
Concreto
premezclado
EJEMPLO APLICATIVO
En una columna de 30*30 cuántas bolsas de concreto se
necesita?
EJEMPLO APLICATIVO
En una columna de 30*30 cuántas bolsas de concreto se
necesita?
https://www.smv.gob.pe/ConsultasP8/temp/Memoria%20Integ%20Anual%202019.pdf
CEMENTOS PACASMAYO
CEMENTOS LIMA
Fábrica: planta pacasmayo - la
libertad
Fábrica: atocongo – lima
Combustible: carbón
Proceso: seco
Combustible: carbón
Capacidad instalada de clinker
(TM): 1 500 000, 6 900 000
Proceso: seco
Capacidad instalada de clinker
(TM): 1 100 000, 2 580 000
Pórtland MS-ASTM C-1157
CEMENTO ANDINO
Fábrica: Condorcocha - Tarma
Proceso: Seco
Combustible: Carbón
Capacidad instalada de clinker
(TM): 460 000, 600 000
https://www.smv.gob.pe/ConsultasP8/temp/Memoria%20Integ%20Anual%202019.pdf
CEMENTOS YURA
CEMENTO SUR
Fábrica: Yura - Arequipa
Proceso: Seco
Combustible: Petróleo
Capacidad instalada de clinker
(TM): 260 000, 410 000
Fábrica: Coracoto - Juliaca
Proceso: Húmedo
Combustible: Carbón
Capacidad instalada de clinker (TM):
APROX 92 000
CEMENTO PORTLAND
Se conoce como cemento Portland a
un cemento artificial, cuyo color gris
es similar al de una roca que se
extraía de la isla inglesa del mismo
nombre.
ETAPAS DE LA ELABORACIÓN DEL CEMENTO
CLINKER
Es el producto de la
mezcla y la calcinación
de piedra caliza y
arcilla, a unos 1550
grados centígrados.
Es el componente
principal del cemento.
Al molerse y
mezclarse con yeso y
adiciones se produce
el cemento.
PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS
Mediante diversos procedimientos de ensayo, se conoce el comportamiento de
un material cuando está sometido a cargas de funcionamiento y a influencias
exteriores
P. Físicas
P.
Mecánicas
• Fraguado
• Endurecimiento
• Resistencia a la compresión
• Resistencia a la tracción
• Esfuerzo cortante
• Resistencia a la flexión
Dependiendo de la velocidad de
fraguado, el material presentará
distintas propiedades.
El comportamiento mecánico de un
material refleja la relación entre la
fuerza aplicada y la respuesta del
material: DEFORMACIÓN
Son el resultado de un proceso de reacciones químicas de hidratación
entre los componentes del cemento.
Fase inicial de hidratación (fraguado):
Fenómeno mediante el cual la pasta de cemento deja de ser plástica y
adquiere una rigidez tal que ya no admite moldeo (Paso del estado fluido al
estado sólido)
3 (CaO · SiO2) + 6 H2O 3 CaO 2 Si O2 3 H2O + 3 Ca(OH)2
2 (2 CaO Si O2) + 4 H2O 3 CaO 2 SiO2 3 H2O + Ca OH)2
Fase final de hidratación ó endurecimiento de la masa sólida y posterior
desarrollo de propiedades mecánicas del material
TRABAJO GRUPAL: ENTREGA
1) Elabora una infografía sobre el cemento, debe incluirse imágenes
y la siguiente información:
• Materia prima para la elaboración del cemento.
• Detalle de cada uno de los pasos hasta obtener el cemento.
• Tipos de cemento y principales usos en obra.
Fecha de entrega:
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