CEMENTO.

Presentación del tema: "CEMENTO."— Transcripción de la presentación:

1 CEMENTO

2 ASIGNATURA: MATERIALES Y ACABADOS DE CONTRUCIÓN
UNIVERSIDAD CATÓLICA SEDES SAPIENTIAE INGENIERIA CIVIL ASIGNATURA: MATERIALES Y ACABADOS DE CONTRUCIÓN INTEGRANTES: BASUALDO LANDA JHON BRADLEY RAMOS BASTERES JUAN CARLOS TIMOTEO HUANCAYO HINO

3 MATERIALES AGLOMERANTES
Los materiales aglomerantes son todos aquellos materiales que presentan características hidráulicas, es decir, que en presencia del agua reaccionan y endurecen, el material aglomerante por excelencia es el cemento.

4 CEMENTO Se denomina cemento a un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecer al contacto con el agua. Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón (en España, parte de Sudamérica y el Caribe hispano) o concreto (en México y parte de Sudamérica). Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil.

5 HISTORIA DEL CEMENTO

6 ANTECEDENTES HISTÓRICOS DEL CEMENTO
La historia del cemento es la historia misma del hombre en la búsqueda de un espacio para vivir con la mayor comodidad, seguridad y protección posible.

7 Prehistoria: Se utilizaron bloques de piedra de gran tamaño y cuya estabilidad dependía de su colocación. Egipto: Se utilizan ladrillos adobe colocados en forma regular pegándolos con una capa de arcilla del Nilo. Grecia y Roma: Se utiliza cal mezclada con arena para hacer mortero en la isla de creta. Los romanos adaptaron y mejoraron esta técnica para lograr construcciones de gran durabilidad como son el Coliseo Romano y Panteón Roma Los Griegos fueron los primeros en percatarse de las propiedades cementantes de los depósitos volcánicos al ser mezclados con cal y arena

8 Siglos lX al Xl: Se pierde el arte de calcinar para obtener cal. Los morteros usados son de mala calidad. Siglos XII al XIV: Revive el arte de preparar mortero con las técnicas usadas por los romanos. Siglos XIV al XVII: El mortero producido es excelente y empieza a utilizarse en un proceso continuo. Siglo XVIII: Se erige el faro de Eddystone en Inglaterra. Se reconoce el valor de la arcilla sobre las propiedades hidráulicas de la cal. 1756: John Smeaton, un ingeniero inglés, encuentra las proporciones para el cemento. Aparecen los primeros concretos. : Este periodo fue caracterizado por la aplicación de tres materiales: el acero, el cristal y el concreto que permitirían la industrialización de la producción, la prefabricación, el rápido montaje y la pronta recuperación de capital.

9 1873: Se construye el primer puente haciendo uso de concreto. 1876: El Ing. Mazas aplica por primera vez el cálculo de los elementos de concreto, fundamentando las bases de las resistencias de materiales. 1877: Se funda la primera asociación para fijar especificaciones del Cemento Portland, en Alemania para controlar la calidad del producto. 1900: Las pruebas básicas del cemento son estandarizadas. 1903: Se comienzan a introducir las innovaciones del concreto armado a la arquitectura e ingeniería

10 DEFINICIÓN

11 CEMENTO Sentido más amplio adhesivo En construcción e ingeniería civil
sustancia que une arena + roca machacada  masa sólida

12 CEMENTO PRIMITIVO Cal apagada + arena  argamasa.
Pasta hecha: cal apagada + agua + arena Endurecimiento gradual  Eliminación del agua y la reacción con el anhídrido carbónico atmosférico para producir

13 CEMENTOS Son conglomerantes hidráulicos Amasados con agua pastas
Reacciones de hidrólisis e hidratación fraguan y endurecen Productos hidratados Mecánicamente resistentes y estables al aire y bajo agua

14 CEMENTO Empleados en la construcción. Se presentan en estado de polvo
Mezcla de piedra caliza y arcilla (>22% arcilla) cocción a 1550º C hasta un principio de fusión o vitrificación Trituradas y molidas

15 PROCESO DE ELABORACION DEL CEMENTO

16 EXPLOTACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
De las canteras de piedra se extrae la caliza y la arcilla

17 TRANSPORTE DE MATERIAS PRIMAS
Una vez que las piedras han sido extraídas se transportan en camiones

18 TRITURACIÓN El material de las canteras es fragmentado y triturado a un tamaño máximo de una y media pulgadas.

19 PREHOMOGENIZACIÓN Es la mezcla proporcional de arcilla, caliza o cualquier otro material requerido

20 ALMACENAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS
Cada una de las materias primas es transportada por separado a silos donde son dosificadas para la producción de distintos tipos de cemento.

21 HOMOGENIZACIÓN DE HARINA CRUDA
Se realiza en los silos equipados para lograr una mezcla homogénea de material

22 CALCINACIÓN Parte medular del proceso donde se utilizan grandes hornos rotatorios, en cuyo interior a 1400° la harina se transforma en clinker que son pequeños módulos gris de 3 a 4 cm.

23 MOLIENDA DE CEMENTO El clinker es molido a través de bolas de acero de diferentes tamaños a su paso por las dos cámaras del molino agregando yeso para alargar el tiempo de fraguado del cemento

24 ENVASE Y EMBARQUE DEL CEMENTO
El cemento es enviado a los silos de almacenamiento; de los que se extrae por sistemas neumáticos o mecánicos, siendo transportado a donde será envasado en sacos de papel o surtido directamente a granel en ambos casos se puede despachar en camiones tolvas de ferrocarril o barcos

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27 COMPOSICION QUIMICA DEL CEMENTO

28 COMPOSICION QUIMICA DEL CEMENTO
Los cementos Portland típicos consisten en mezclas de silicato tricálcico (3CaO·SiO2), aluminato tricálcico (3CaO·Al2O3) y silicato dicálcico (2CaO·SiO2) en diversas proporciones, junto con pequeñas cantidades de compuestos de hierro y magnesio. Para retardar el proceso de endurecimiento se suele añadir yeso.

29 Los compuestos activos del cemento son inestables, y en presencia de agua reorganizan su estructura. El endurecimiento inicial del cemento se produce por la hidratación del silicato tricálcico, el cual forma una sílice (dióxido de silicio) hidratada gelatinosa e hidróxido de calcio. Estas sustancias cristalizan, uniendo las partículas de arena o piedras —siempre presentes en las mezclas de argamasa de cemento— para crear una masa dura.

30 COMPOSICION QUIMICA DEL CLÍNKER

31 El clínker se compone de los siguientes óxidos
1.- Oxido de calcio (¨Cal¨ CaO) – 69 % 2.- Oxido de Silicio (¨Silice¨ SiO2 ) % 3.- Oxido de Aluminio (¨Alumina¨ Al2 O3 ) – 8 % 4.- Oxido de Hierro (Fe2O3 ) – 8 % MgO, Na2O K2O. (pueden considerarse como accidentes debido a su pequeño porcentaje) . Por consiguiente, la composición química del clinker se presenta por medio del sistema cuaternario: CaO – SiO2– Al2 O3 - Fe2O3 La caliza aporta el CaO, la Arcilla aporta SiO2 y el Al2 O3 , La pirita o hematita aporta el Fe2O3 OXIDO DE ALUMINIO Llamado también alumina, se encuentra en la naturaleza en forma de corindon incoloro, se funde a 2 505° C. La alumina se halla combinada en la arcilla y la eliminación de la silice da origen a la formación de dos óxidos hidratados

32 OXIDO DE SILICIO Se encuentra en abundancia en la naturaleza, formando parte de los silicatos en las variedades cristalizadas cuarzo, trdimita, cristobalita y en forma vítrea en la silice fundida. OXIDO FERRICO Es muy abundante en la naturaleza, constituyendo el mineral de hierro llamado oligisto y hematites roja. Este oxido da el color al cemento. SILICATOS DE CALCIO El oxido de calcio y el oxido de silicio reaccionan a elevada temperatura, formando los siguientes compuestos Silicato monocálcico Silicato sesquicálcico Silicato Bicálcico Silicato Tricálcico Silicato Pentacálcico

33 • Caliza y marga para el aporte de CaO.
ALUMINATOS DE CALCIO Se forman cuatro compuestos bien definido, los cuales son los siguientes. Aluminato monocálcico Aluminato tricálcico Trialuminato Pentacálcico Pentaluminato Tricálcico FERRITOS CALCICOS El oxido de caldio y el oxido de hierro reaccionan a gran temperatura para dar el ferrito monocálcico • Caliza y marga para el aporte de CaO. • Arcilla y pizarras para el aporte del resto óxidos.

34 TIPOS DE CEMENTOS SEGÚN N.T.P. 334.090

35 La NTP se aplica a los siguientes tipos de cemento adicionado que generalmente son concebidos para el uso indicado.

36 1.Cemento Portland: la pierda caliza y el yeso.
TIPOS DE CEMENTO: Se diferencian por sus materiales que intervienen en su fabricación. 1.Cemento Portland: la pierda caliza y el yeso. 2.Cemento puzolánico: la puzolana es una materia prima de origen volcánica . Piedra caliza Puzolana (material volcánica)

37 Composición química del cemento portland: esta compuesto por
Silicato dicalcico: el responsable de la resistencia, posteriormente tiene la propiedad de absorber agua Aluminato férrico: absorbe el agua(hidratación rápidamente Aluminato tricalcico: controla el tiempo de fraguado y permite que el cemento se endurezca poco apoco Silicio tricalcico: responsable de la alta resistencia inicial (3 días)

38 TIPOS DE CEMENTO

39 TIPOS DE CEMENTO CEMENTO PORTLAND: Cemento hidráulico producido mediante la pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o mas de las formas de sulfato de calcio como una adición durante la molienda TIPOS DE CEMENTO PORTLAND: -Tipo I : normal es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo.(Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales) Libera mas calor de hidratación que otros tipos de cemento

40 Enchape de cerámica en piso
OBRAS EN GENERAL TIPO I: Asentado de ladrillos Enchape de cerámica en piso Tarrajeo de muros

41 Tipo II : de moderada resistencia a los sulfatos, es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así sea especificado.(Puentes, tuberías de concreto) Tipo III : Alta resistencia inicial, como cuando se necesita que la estructura de concreto reciba carga lo antes posible o cuando es necesario desencofrar a los pocos días del vaciado

42 Tipo IV : Se requiere bajo calor de hidratación en que no deben producirse dilataciones durante el fraguado

43 Tipo V : Usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias)

44 TIPOS DE CEMENTO TIPOS DE CEMENTO PORTLAND PUZOLÁNICO:
-Pórtland Puzolánico tipo IP : Donde la adición de puzolana es del 15 –40 % del total. -Pórtland Puzolánico tipo I(PM) : Donde la adición de puzolana es menos del 15 % -Pórtland Puzolánico tipo P : Donde la adición de puzolana es mas del 40% CEMENTOS ESPECIALES -Cemento Pórtland Blanco -Cemento de Albañilería -Cementos Aluminosos -Cementos compuestos

45 TIPOS DE CEMENTO- Aplicaciones Nacionales
Represa en Antamina, cemento Pórtland tipo II Complejo habitacional y comercial, cemento Pórtland tipo I Punta Lagunas de San Juan, cemento Pórtland puzolánico tipo I (PM)

46 CEMENTO BLANCO: Es un tipo de cemento portland de un color gris muy claro (blancura mayor del 85%), empleado tanto en piezas prefabricadas como en acabados de suelos y albañilería en general. COMPOSICIÓN QUÍMICA: Los cementos blancos varía según el tipo resistente y el fabricante, pero la cantidad de óxido férrico no supera el 1%, siendo este porcentaje menor cuanto más blanco sea el cemento. Por ejemplo, un cemento con una blancura del 92% tiene tan sólo un 0,2% de (Fe2O3).

47 CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS:
similares a las de los cementos grises. Existen cementos blancos de muchas clases: desde cementos de composición, no resisten condiciones agresivas, como el contacto con el agua de mar. El cemento blanco necesita más agua que los cementos normales, y su tiempo de inicio de fraguado es menor (en torno a 60 minutos). USOS: Puede utilizarse en la construcción de todo tipo de elementos o estructuras de concreto simple o armado. Es compatible con todos los materiales de construcción convencionales logrando excelentes resultados en la construcción tradicional de pisos, castillos, trabes, zapatas, losas, columnas, etc. productos industrializados de concreto, bloques, adoquines, etc.

48 Debido a su blancura, se emplean en prefabricados de hormigón y a veces en edificios de "hormigón visto" (esto es: que no tienen posteriores revestimientos de acabado). En albañilería se utilizan en lechadas para sellar las juntas de azulejos o de baldosas de suelo. También es el cemento de preferencia cuando se emplean aditivos colorantes.

49 Cemento puzolánico : está formado por: 55 a 70% de Clinker Portland
30 a 45% de puzolana 2 a 4% de yeso Este cemento es ideal para ser usado en climas calurosos o para coladas de grandes dimensiones. El cemento volcánico se emplea generalmente donde se necesita alta permeabilidad y durabilidad.

50 Mejora en las propiedades del cemento puzolánico:
El cemento puzolánico se produce a partir de mezclar íntimamente y moler en un molino de bolas hasta fino polvo una mezcla de hidrato de cal y puzolana, con una proporción promedio de 70% de puzolana y 30% de cal. El material producido requiere tener una finura similar a la del cemento portland ordinario ( m²/kg). El cemento puzolánico tipo CP40 ha sido desarrollado y producido por el CIDEM, centro de investigaciones de la Universidad Central de Las Villas, Cuba.

51 Las ventajas que ofrece el cemento puzolánico sobre el resto se detallan a continuación:
Mayor durabilidad del cemento. Mejora en la resistencia frente al agua de mar. Mejor defensa ante los sulfatos y cloruros. Aumento en la resistencia a la compresión. Incremento de la impermeabilidad por la reducción de grietas en el fraguado. Disminución del calor de hidratación. Mejora en la resistencia a la abrasión. Aumento la resistencia del acero a la corrosión. Menor necesidad de agua.

52 TIPOS DE CEMENTOS EN EL MERCADO NACIONAL

53 La industria de cemento ha experimentado un sostenido crecimiento en los últimos tres años, impulsada por la reactivación dela demanda interna y el poder adquisitivo de la población, los cuales motivaron una mayor inversión privada en infraestructura. La reactivación del sector construcción que sustenta el crecimiento de la industria cementera es relativamente generalizada, tanto en el segmento de vivienda como en el de locales comerciales e infraestructura de transporte. .La industria presenta diversas ventajas competitivas, entre las que destacan barreras naturales a la entrada, tales como mercados geográficos definidos y disponibilidad de materias primas, así como el bajo costo de insumos y el alto poder renegociación frente a clientes y proveedores.

54 La industria mantiene un adecuado nivel de inversiones y actualización tecnológica, y parte de su estrategia consiste en diversificar sus fuentes de ingresos, mediante el incremento en la oferta de productos. Por su parte, la costumbre del mercado local de utilizar predominantemente el cemento en las edificaciones permite consolidar el posicionamiento de las cementeras. Sin embargo, la fuerte competencia generada por la producción informal de productos no aptos para la construcción presiona a la baja los precios del cemento, perjudicando los márgenes de utilidad. Asimismo, los elevados costos de transporte reducen la posibilidad de diversificar las fuentes de ingresos mediante exportaciones, y las empresas cementeras aún se encuentran bastante concentradas en pocos mercados y productos.

55 EMPRESAS PRODUCTORAS DE CEMENTO:
Cemento Andino S.A. Cemento Lima S.A. Cemento Pacasmayo S.A. Cemento Sur S.A. Cemento Yura S.A. Cemento selva S.A. Cemento Quisqueña S.A.

56 FABRICAS DE CEMENTO 1. CEMENTOS LIMA: 2. CEMENTOS PACASMAYO:
Fábrica: Atocongo – Lima Proceso: seco Combustible: Carbón Capacidad instalada de Clinker(TM): , Tipos: Portland tipo I Marca Sol Portland puzolanico tipo IP Marca súper cemento atlas 2. CEMENTOS PACASMAYO: Fábrica: Planta Pacasmayo – La Libertad Proceso: seco Combustible: Carbón Capacidad instalada de Clinker(TM): , Tipos: Portland tipo I Portland puzolanico tipo IP Portland tipo II Portland tipo V Portland MS-ASTM C-1157

57 FABRICAS DE CEMENTO 3. CEMENTO ANDINO: 4. CEMENTOS YURA:
Fábrica: Condorcocha – Tarma Proceso: seco Combustible: Carbón Capacidad instalada de Clinker(TM): , Tipos: Portland tipo I Portland tipo II Portland tipo V 4. CEMENTOS YURA: Fábrica: Yura - Arequipa Proceso: seco Combustible: Petróleo Capacidad instalada de Clinker(TM): , Tipos: Portland tipo I Portland puzolanico tipo IP Portland puzolanico tipo IPM Cemento de albañilería, marca estuco Flex

58 FABRICAS DE CEMENTO 5. CEMENTO SUR:
Fábrica: Coracoto – Juliaca Proceso: húmedo Combustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM): 92 000, Tipos: Portland tipo I, marca RUMI Portland puzolanico tipo IP, marca INTI Portland tipo II Portland tipo V

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60 ALMACENAMIENTO EN OBRA

61 ALMACENAJE DE MATERIALES EN OBRA Tener presente las siguientes recomendaciones para el almacenaje de cemento en obra, para evitar perdida en las propiedades o características de este material

62 Determinar la superficie mínima de bodega necesaria a construir en obra para almacenar los sacos de cemento. El diseño de las bodegas se realiza durante etapas previas a la construcción considerando: Superficies disponibles en la obra para la materialización de la bodega. Cronograma de la obra de acuerdo a consumos promedios esperados de cemento. de acuerdo a volúmenes de hormigón a confeccionar. Medios de aprovisionamiento del cemento. Stock mínimo con el cual se debe contar en la bodega. Ubicación de los equipos de mezclado de hormigón.

63 Considerar la cantidad de cemento necesario para la fabricación de hormigón proyectado cada 15 o 20 días, de manera de evitar un tiempo prolongado de almacenaje del cemento. · En caso de tener que almacenar el cemento por más tiempo del considerado, que éste no supere más de 45 días en bodega o lo dispuesto por la empresa proveedora del cemento. Si se necesita almacenar el cemento por un periodo largo de tiempo, debe almacenarse en un lugar seco para evitar que este sufra meteorización, para esto, las bodegas donde se almacenen los sacos de cemento deben contar con buena ventilación evitando la humedad directa.

64 Las bodegas deben tener el piso separado del terreno natural de manera de evitar el traspaso de humedad. Los sacos de cemento deberán apilarse dejando una distancia entre éstos y las paredes de la bodega y no apilar más de 10 sacos de altura para evitar la compactación del cemento.

65 Llevar un control riguroso del cemento que se tenga en bodega y almacenarlo de manera que se facilite su uso respecto al tiempo que lleva en obra (orden cronológico de recepción) de manera de evitar el envejecimiento de alguna partida rezagada. Durante la recepción del cemento en obra, controlar el adecuado estado de los sacos, rechazando cualquier saco que presente algún tipo de deterioro que pueda perjudicar sus propiedades. De existir largas estadías de almacenamiento, se recomienda ir rotando la posición de los sacos, aprovechando de darles golpes de manera de soltar el cemento que se aprieta durante el almacenado. Además, se recomienda cubrir los sacos con láminas de polietileno (plástico) que los cubra a cabalidad.

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