Universidad Autónoma de Chiapas Facultad de Ingeniería Campus 1 Datos esenciales sobre el cemento, yeso, calibra y estuco Tutor: M.I. Raúl Moreno Cossío 6to Semestre Grupo C Carlos Eduardo Enciso Rojas
Tuxtla Gutiérrez Chiapas
Índice
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Introducción
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Cemento ¿Qué es el cemento? El cemento es un polvo fino que se obtiene de la calcinación a 1,450°C de una mezcla de piedra caliza, arcilla y mineral de hierro. El producto del proceso de calcinación es el clinker (principal ingrediente del cemento) que se muele finamente con yeso y otros aditivos químicos para producir cemento. Y el cemento es el ingrediente principal del concreto premezclado. Desde la antigüedad se emplearon pastas y morteros elaborados con arcilla o greda, yeso y cal para unir mampuestos en las edificaciones. El cemento se empezó a utilizar en la Antigua Grecia utilizando tobas volcánicas extraídas de la isla de Santorini, los primeros cementos naturales. En el siglo I a. C. se empezó a utilizar en la Antigua Roma, un cemento natural, que ha resistido la inmersión en agua marina por milenios, los cementos Portland no duran más de los 60 años en esas condiciones; formaban parte de su composición cenizas volcánicas obtenidas en Pozzuoli, cerca del Vesubio. La bóveda del Panteón es un ejemplo de ello. En el siglo XVIII John Smeaton construye la cimentaciónde un faro en el acantilado de Eddystone, en la costa Cornwall, empleando un mortero de cal calcinada. El siglo XIX, Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824 elPortland Cement, denominado así 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 químicos franceses Vicat y Le Chatelier y el alemán Michaélis, que logran cemento de calidad homogénea; la invención del horno rotatorio para calcinación y el molino tubular y los métodos de transportar hormigón fresco ideados por Juergen Heinrich Magens que patenta entre 1903 y 1907.
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Tipos de Cemento
Origen Arcilloso Obtenidos a partir de la arcilla y piedra caliza
Fácil moldeamiento Chicloso Posee menos resistencia Fácil de obtener
Origen Pulzolánico Obtenidos a partir de orígenes volcánicos u orgánicos
Mezcla Rígida Fraguado Óptimo Posee más resistencia Difícil de obtener Da origen al cemento Portland
¿Qué es el cemento Portland? El cemento Portland es un cemento generado por el señor Joseph Aspdin, el cual mezcla el Clinker, yeso y roca calcinada para generar cemento más la adición de minerales naturales tales como: Óxido de Calcio (dado en un 44%) Óxido de Silicio (dado en un 14.5%) Óxido de Aluminio (dado en un 3.5%) Óxido de Hierro (dado en un 3%) Óxido de Manganeso (dado en un 1.6%) P á g i n a 4 | 16
Que dichos minerales son originarios de la Isla de Portland, llamado así cemento Portland. Lo especial de este cemento recurre en las reacciones químicas al juntarse con el agua el cual generan petrificaciones y catalizaciones de los minerales, generando una superficie mucho más resistente al cemento común, aparte de un proceso de fraguado muy controlable.
Clasificación de Cemento El cemento se clasifica según sus propiedades, los cuales son: Hidráulicas: La reacción de la hidratación entre el cemento y el agua es única: el material fragua y luego se endurece. La naturaleza hidráulica de la reacción permite que el cemento hidratado se endurezca aún bajo el agua. Estéticas: Antes de fraguar y endurecerse, el cemento hidratado presenta un comportamiento plástico. Por lo tanto, se puede vaciar en moldes de diferentes formas y figuras para generar arquitecturas estéticamente interesantes, que serían difíciles de lograr con otros materiales de construcción. De durabilidad: Cuando se usa correctamente (por ejemplo, con buenas prácticas de diseño de mezclas de concreto) el cemento puede formar estructuras con una vida de servicio larga que soporte los cambios climáticos extremos y agresiones de agentes químicos. Acústicas: Utilizados con un diseño adecuado, los materiales basados en cemento pueden servir para un excelente aislamiento acústico. Hidráulica
De Durabilidad
Estéticas
Acústicos P á g i n a 5 | 16
Hoy en día, ¿Cómo se hace el cemento? 1. Explotación de materias primas De las canteras de piedra se extrae la caliza y la arcilla a través de barrenación y detonación con explosivos, cuyo impacto es mínimo gracias a la moderna tecnología empleada.
2. Transporte de materias primas Una vez que las grandes masas de piedra han sido fragmentadas, se transportan a la planta en camiones o bandas.
3. Trituración El material de la cantera es fragmentado en los trituradores, cuya tolva recibe las materias primas, que por efecto de impacto y/o presión son reducidas a un tamaño máximo de una y media pulgadas. P á g i n a 6 | 16
4. Prehomogenización La prehomogenización es la mezcla proporcional de los diferentes tipos de arcilla, caliza o cualquier otro material que lo requiera.
5. Almacenamiento de materias primas Cada una de las materias primas es transportada por separado a silos en donde son dosificadas para la producción de diferentes tipos de cemento.
6. Molienda de materia prima Se realiza por medio de un molino vertical de acero, que muele el material mediante la presión que ejercen tres rodillos cónicos al rodar sobre una mesa giratoria de molienda. Se utilizan también para esta fase molinos horizontales, en cuyo interior el material es pulverizado por medio de bolas de acero. P á g i n a 7 | 16
7. Homogenización de harina cruda Se realiza en los silos equipados para lograr una mezcla homogénea del
material. 8. Calcinación La calcinación es la parte medular del proceso, donde se emplean grandes hornos rotatorios en cuyo interior, a 1400°C la harina se transforma en clinker, que son pequeños módulos gris obscuros de 3 a 4
cm. 9. 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 el yeso para alargar el tiempo de fraguado del cemento. P á g i n a 8 | 16
10. 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. Venta de cemento en el Mercado Cemento Portland Gris Ordinario Nuestro Cemento Portland Gris es un material de construcción de alta calidad––compuesto principalmente de clinker–– que cumple con todos los requisitos físicos y químicos aplicables, y se utiliza ampliamente en todos los segmentos de la industria de la construcción: residencial, comercial, industrial, y de infraestructura pública. Cemento Portland Blanco CEMEX es uno de los mayores productores de Cemento Portland Blanco del mundo. Fabricamos este tipo de cemento con piedra caliza, arcilla de caolín con bajo contenido de hierro y yeso. Los clientes usan nuestro Cemento Portland Blanco en obras arquitectónicas que requieren gran brillantez y acabados artísticos, para crear mosaicos y granito artificial, así como para formas esculturales y otras aplicaciones donde predomina el blanco. Masonería o Mortero La masonería o mortero es un cemento Portland que mezclamos con materiales inertes (caliza) finamente molidos. Nuestros clientes usan este tipo de cemento para muchos propósitos, incluyendo bloques de concreto, plantillas, superficies de carreteras, acabados y fabricación de ladrillos. Cemento para Pozos Petroleros Nuestro cemento para pozos petroleros es una variedad especialmente diseñada de cemento hidráulico que se produce con clinker de Portland gris. Generalmente fragua lentamente y se puede manejar a altas temperaturas y presiones. Nuestro cemento para pozos petroleros, que P á g i n a 9 | 16
se produce en las clases de la A a la H y la J, tiene aplicaciones según cada profundidad, agresión química o niveles de presión. Cemento Mixto Los cementos hidráulicos mixtos se producen integrando o mezclando cemento Portland con materiales cementantes suplementarios tales como escoria molida y granulada de los altos hornos, cenizas volátiles, humos de silicato, arcilla calcinada, caliza hidrogenada y otras puzolanas. El uso de cementos mixtos en el concreto premezclado reduce la cantidad de agua de la mezcla y su tiempo de curación, mejorando la trabajabilidad y los acabados, inhibe el ataque de los sulfatos y la reacción de los agregados alcalinos, además de reducir el calor de la hidratación.
Competencia de venta de cemento en México 1.- Cemex
2.- Cemento cruz azul
3.-
Apasco
Yeso ¿Qué es el Yeso? El yeso es una roca natural denominada aljez, mediante deshidratación, al que puede añadirse en fábrica determinadas adiciones de otras P á g i n a 10 | 16
sustancias químicas para modificar sus características de fraguado, resistencia, adherencia, retención de agua y densidad, que una vez amasado con agua, puede ser utilizado directamente. Su venta se emplea en polvo deshidratado. Historia El yeso es uno de los más antiguos materiales empleado en construcción. En el período Neolítico, con la sedentarización, comenzó a elaborarse yeso calcinando aljez, y a utilizarlo para unir las piezas de mampostería, sellar las juntas de los muros y para revestir los paramentos de las viviendas, sustituyendo al mortero de barro. En Çatal Hüyük, durante el milenio IX a. C., encontramos guarnecidos de yeso y cal, con restos de pinturas al fresco. En la antigua Jericó, en el milenio VI a. C., se usó yeso moldeado. En el Antiguo Egipto, durante el tercer milenio a. C., se empleó yeso para sellar las juntas de los bloques de la Gran Pirámide de Guiza, y en multitud de tumbas como revestimiento y soporte de bajorrelieves pintados. El palacio de Cnosos contiene revestimientos y suelos elaborados con yeso. El escritor griego Teofrasto, en su tratado sobre la piedra, describe el yeso (gipsos), sus yacimientos y los modos de empleo como enlucido y para ornamentación. También escribieron sobre las aplicaciones del yeso Catón y Columela. Plinio el Viejo describió su uso con gran detalle. Vitruvio, arquitecto y tratadista romano, en sus Diez libros sobre arquitectura, describe el yeso (gypsum), aunque los romanos emplearon normalmente morteros de cal y cementos naturales. Los Sasánidas utilizaron profusamente el yeso en albañilería. Los Omeyas dejaron muestras de su empleo en sus alcázares sirios, como revestimiento e incluso en arcos prefabricados. La cultura musulmana difundió en España el empleo del yeso, ampliamente adoptada en el valle del Ebro y sur de Aragón, dejando hermosas muestras de su empleo decorativo en el arte de las zonas de Aragón, Toledo, Granada y Sevilla. Durante la Edad Media, principalmente en la región de París, se empleó el yeso en revestimientos, forjados y tabiques. En el Renacimiento para decoración. Durante el periodo Barroco fue muy utilizado el estuco de yeso ornamental y la técnica del staff, muy empleada en el Rococó.
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Yeso usada para la adherencia de piedras, empleada en el antiguo Egipto y analizado por los griegos
Características del yeso según su proceso de horneado y usos Temperatura ordinaria: piedra de yeso, o sulfato de calcio bihidrato: CaSO4· 2H2O. (En estado químico se utiliza mucho en la odontología, para hacer dientes artificiales) 107 °C: formación de sulfato de calcio hemihidrato: CaSO4·½H2O (Es utilizado profusamente en construcción como pasta para guarnecidos, enlucidos y revoques; como pasta de agarre y de juntas. También es utilizado para obtener estucadosy en la preparación de superficies de soporte para la pintura artística al fresco). 107–200 °C: desecación del hemihidrato, con fraguado más rápido que el anterior: yeso comercial para estuco (En los moldes utilizados para preparación y reproducción de esculturas). 200–300 °C: yeso con ligero residuo de agua, de fraguado lentísimo y de gran resistencia (Se usa como aislante térmico, pues el yeso es mal conductor del calor y la electricidad). 300–400 °C: yeso de fraguado aparentemente rápido, pero de muy baja resistencia (En la elaboración de tizas para escritura). 500–700 °C: yeso Anhidro o extra cocido, de fraguado lentísimo o nulo: yeso muerto. 750–800 °C: empieza a formarse el yeso hidráulico. 800–1000 °C: yeso hidráulico normal, o de pavimento (En la fabricación de cemento).
Uso del yeso en la construcción El yeso es el principal componente del Clinker.
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El Clinker es el principal componente del cemento el cual su función es proveer el proceso de fraguado al concreto. Gracias a su composición de yeso y roca calcinada, la adherencia de agua en el material genera una reacción química de petrificación, obteniendo resistencia en un tiempo mínimo de 9 horas sin aditivos. El Clinker se presenta de forma de piedras compactas de 10 cm que posteriormente se trituran para presentarse en polvo.
Tipos de yeso para la construcción 1. Yeso blanco = Utilizado para el enlucido de tabiques y muros 2. Yeso muerto= Es un sustituto de concreto de baja resistencia, utilizado para el relleno de poros en la construcción hechos por aire o perforación de muros 3. Yeso negro= Se utiliza para enfoscados de tabiques y muros 4. Escayola= utilizado para el acabado, ya que este tipo de yeso es muy moldeable pero de poca resistencia Escayola
Enfoscado
Enlucido
Estuco
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¿Qué es el estuco? El estuco es una pasta a base de morteros de cal apagada, yeso, mármol pulverizado o pigmentos naturales el cual su principal función es generar diversas texturas al muro con fines decorativos. Historia del estuco Durante el renacimiento italiano se vuelve a utilizar el estuco como complemento arquitectónico, junto con la pintura, siguiendo la moda originada por los descubrimientos arqueológicos. Se perfeccionaron un gran número de técnicas, que más tarde se difundieron por toda Europa. El estuco blanco se utilizó mucho en los muros de las iglesias, en ocasiones para pintar figuras de ángeles. Rafael y otros artistas de la época utilizaron frisos de estuco coloreado para decorar palacios y pabellones. Entre los más relevantes destacan los relieves de Francesco Primaticcio (1533–1565) para el castillo de Fontainebleau, cerca de París. Este material alcanzó sus cotas más espléndidas durante los siglos XVII y XVIII. Tanto el barroco como el rococó decoraron con estuco sus interiores, especialmente en Bavieray Austria, donde los palacios e iglesias de peregrinación presentaban estucos polícromos con infinidad de formas —motivos especulares, columnas pareadas y elaborados altares—. El estuco jugó también un papel importante en la decoración arquitectónica en Inglaterra, pero de una forma menos fantasiosa y exuberante que en el Rococó; alcanza su punto culminante con el arquitecto Robert Adam, quien lo empleó para sus exquisitas ornamentaciones de paredes y techos, en estilo neoclasicista. Después del Neoclasicismo y salvo determinados ejemplos Art Nouveau, el uso del estuco decae en su aplicación artística.
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Restricciones al Aplicar el estuco
La superficie muro o tabique el cual se debe aplicar el estuco tiene que ser una superficie seca, de lo contrario la aplicación presentara grumos de gran tamaño por lo que perderá su estilo Trabajar el estuco con guantes, este material es fácil de contaminar, por lo que puede perder composiciones químicas El estuco es comercialmente vendido en cubetas con conservadores, y es presentado en una composición plástica, si el estuco “caduca”, la sustancia se resquebraja, por lo que no es útil La aplicación del estuco se tiene que aplicar con una llana de metal Se tiene que dejar secar al menos 5 horas en superficie, más sin embargo si se empleó alguna escultura, se tiene que dejar reposar por 12 horas En caso de aplicar pintura sobre el estuco sin haberse secado, el material se agrietara de forma masiva Una vez secado, el estuco puede soportar cargas menores, más sin embargo no está diseñado para eso Se recomienda utilizar alguna especie de impermeabilizante después de haber secado la pintura para evitar grietas por deterioramiento.
http://www.cemex.com/ES/ProductosServicios/Cemento.aspx https://es.wikipedia.org/wiki/Cemento_Portland https://es.wikipedia.org/wiki/Cemento http://www.cemex.com/ES/ProductosServicios/TiposCemento.aspx http://www.cemex.com/ES/ProductosServicios/ComoHacemosCemento.as px https://es.wikipedia.org/wiki/Yeso https://www.youtube.com/watch?v=1ME2VMOHQN0
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