1. HISTORIA DEL CEMENTO
Desde la antigüedad se emplearon pastas y morteros elaborados con arcilla con arcilla o greda, yeso greda, yeso y cal para cal para unir mampuestos mampuestos en las edificaciones. edificaciones. El cemento cemento se empezó a utilizar en la Antigua la Antigua Grecia utilizando tobas volcánicas extraídas de la isla de Santorini, de Santorini, los los primeros cementos naturales. En el siglo I a. C. se empezó a utili zar en la Antigua la Antigua Roma, un 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 Pozzuoli, cerca del Vesubio. del Vesubio. La La bóveda del Panteón del Panteón es un ejemplo de ello. En el siglo XVIII John Smeaton construye la cimentación la cimentación de un faro un faro en el acantilado de Eddystone, en la costa Cornwall, costa Cornwall, empleando empleando un mortero de cal calcinada. El siglo XIX, Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824 el Portland Cement , denominado así por su color gris verdoso oscuro similar a la piedra la piedra de Portland. Isaac Portland. Isaac Johnson, en 1845, obtiene el prototipo del cemento cemento moderno, con con una mezcla de caliza y arcilla calcinada 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 franceses Vicat y Le Chatelier y el alemán Michaélis, que logran cemento de calidad homogénea; la invención del horno rotatorio para rotatorio para calcinación calcinación y el molino tubular y los métodos de transportar hormigón fresco ideados por Juergen Heinrich Magens que patenta entre 1903 y 1907.
2. INFORMACION SOBRE EL PROCESO DE FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND El proceso de fabricación del cemento se inicia con la explotación de los yacimientos de materia prima, en taja abierta. El material resultante de la voladura es transportado en camiones para su trituración, los mismos que son cargados mediante palas a cargadores frontales de gran capacidad. La trituración de la roca, se realiza en dos etapas, inicialmente se procesa en una chancadora primaria, del tipo cono que puede reducirla reducirla de un tamaño máximo de 15 m hasta los 25" cm. El material se deposita en un parque de almacenamiento. Seguidamente, luego de verificar su composición química, pasa a la trituración t rituración secundaria, reduciéndose su tamaño a 2 mm aproximadamente.
El material triturado se lleva a la planta propiamente dicha por cintas transportadoras, depositándose en un parque de materias primas. En algunos casos se- efectúa un proceso de prehomogeneización. La siguiente etapa comprende la molienda, por molinos de bolas o por prensas de rodillos, que producen un material de gran finura. En este proceso se efectúa la selección de los materiales, de acuerdo al diseño de la mezcla previsto, para optimizar el material crudo que ingresará al horno, considerando el cemento de mejores características. El material molido debe ser homogenizado para garantizar la efectividad del proceso de clinkerización mediante una calidad constante. Este procedimiento se efectúa en silos de homogenización. El material resultante constituido por un polvo de gran finura debe presentar una composición química constante. La harina cruda es introducida mediante sistema de- transporte neumático y debidamente dosificada a un intercambiador de calor por suspensión de gases de varias etapas, en la base del cual se instala un moderno sistema de pre calcinación de la mezcla antes de la entrada al horno rotatorio donde se desarrollan las restantes reacciones físicas y químicas que dan lugar a la formación del Clinker. El intercambio de calor se produce mediante transferencias térmicas por contacto íntimo entre la materia y los gases calientes que se obtienen del horno, a temperaturas de 950 a 1, 100ºC en un sistema de 4 a 6 ciclones en cascada, que se encuentran al interior de una torre de concreto armado de varios pisos, con alturas superiores a los cien metros. El horno es el elemento fundamental para la fabricación del cemento. Está constituido por un tubo de acero con longitudes de 40 a 60 m y con diámetros de 3 a 6 m, que es revestido interiormente con materiales refractarios, en el horno para la producción del cemento se producen temperaturas de 1500 a 1600°C, dado que las reacciones de clinkerización se encuentra alrededor de 1450°C. El Clinker que egresa al horno de una temperatura de 1200 °C pasa luego a un proceso de enfriamiento rápido por enfriadores de parrilla. Seguidamente por transportadores metálicos, es llevado a una cancha de almacenamiento. Desde este depósito y mediante un proceso de extracción controlada, el Clinker es conducido a la molienda de cemento por molinos de bolas a circuito cerrado o prensas de rodillos con separadores neumáticos que permiten obtener una finura de alta superficie específica. El cemento así obtenido es transportado por medios neumáticos para depositarse en silos de donde se encuentra listo para ser despachado. El despacho del cemento portland que produce la planta, se realiza en bolsas de 42.5 kg como a granel.
3. ESQUEMA DE PRODUCCION DEL CONCRETO
4. DIFERENTES METODOS DE PRODUCCION
1.- Obtención y preparación de las materias primas. 2.- Molienda y cocción de materias primas. 3.- Procesos de fabricación del clínker: a.- Proceso de vía seca b.- Proceso Vía humedad c.- Procesos de Vía semi-seca. d.- semi-humedad 4.- Molienda del cemento.
5. QUE ES EL CLINKER
El clínker es el producto del horno que se muele para fabricar el cemento Portland. El promedio del diámetro de las partículas de un cemento típico es aproximadamente 15 micrómetros. Hay cuatro compuestos principales en el clínker que totalizan el 90 % o más del peso del cemento Portland. Se compone aproximadamente de:
40-60 % de silicato tricálcico, 20-30 % silicato bicálcico, 7-14 % aluminato tricálcico, 5-12 % ferritoaluminato tetracálcico.
Cada tipo de cemento contiene los mismos cuatro compuestos principales, pero en diferentes proporciones. El aluminato tricálcico reacciona inmediatamente con el agua por lo que al hacer cemento, éste fragua al instante. Para evitarlo se añade yeso, que reacciona con el aluminato produciendo estringita o sal de Candlot, sustancia que en exceso es dañina para el cemento. Generalmente su tiempo de curado se establece en 28 días, aunque su resistencia sigue aumentando tras ese periodo. Como aglomerante el clínker es un aglomerante hidráulico, por lo tanto:
Necesita agua para fraguar. El agua de amasado no se evapora sino que pasa a ser parte de él una vez endurecido. Fragua aunque se encuentre inmerso en agua.
El cemento Portland se obtiene tras la mezcla de clínker, yeso (u otro retardante de fraguado) y aquellas adiciones y aditivos que se dosifican según el uso que vaya a tener. Además del clínker Portland, también se usa el clínker de aluminato cálcico, aunque mucho menos habitualmente debido a que acarrea muchos problemas (gran calentamiento, aluminosis, reacción con el agua salada, etcétera).
¿Qué pruebas o análisis se realizan a los agregados finos para su control de calidad (normas A.S.TM.)?
1. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA COMPOSICIÓN GRANULOMETRÍCA DE AGREGADOS FINOS Este método describe un procedimiento para la determinación por cernido, de la distribución de los tamaños de las partículas de agregados finos. RESUMEN DEL MÉTODO: Una muestra de agregado seco de peso conocido se separará a través de una serie de cedazos de aberturas progresivamente menores para determinar la distribución de los tamaños de las partículas. APARATOS: - Balanza (deberá permitir lecturas con apreciación de 0,5 g) - Horno: ( de tamaño adecuado y capaz de mantener una temp. De 110 ºC ) La muestra de agregado se humedecerá previamente para disminuir la segregación y la pérdida de polvo. A continuación se obtendrá una muestra representativa del material; seque la muestra en el horno hasta peso constante a una temperatura de 110+/-5 º C. Ensamble los cedazos en orden de tamaño de aberturas decrecientes, desde arriba hacia abajo y coloque la muestra en el cedazo superior. Agite los cedazos a mano o por medio mecánicos durante un período de tiempo suficiente. Continúe el cernido hasta que durante un minuto no pase más de 1% en peso del residuo por ningún cedazo y determine el peso del material retenido en cada cedazo. El informe incluirá: El porcentaje de material retenido en cada cedazo y el porcentaje total de material que pasa por cada cedazo. Los porcentajes se anotarán redondeando el entero más cercano, a excepción del porcentaje que pasa por el cedazo # 200, el cual se indicará con aproximación de 0,1 %.
¿Qué pruebas o análisis se realizan a los agregados gruesos para su control de control?
MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL DESGASTE EN AGREGADOS GRUESOS POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS ANGELES. Este método describe un procedimiento para ensayar agregados gruesos de tamaño mayores de (19 mm) por resistencia al desgaste (abrasión) usando la máquina de Los Ángeles. APARATOS: - Máquinas de Los Ángeles - Tamices Cedazos. Se llama cedazo al utensilio que se emplea para separar materiales de diferente grosor - Balanza : ( que deberá permitir lecturas con apreciación de 5g ) CARGA ABRASIVA:
Consistirá en esferas de acero, de aproximadamente 4.7cm de diámetro y pesando cada una entre 390 y 445 grs. La carga abrasiva tendrá un peso total de 500 +/- 25 grs. MUESTRA: La muestra de ensayo consistirá en agregado limpio representativo del material y que ha sido secado en un horno a una temperatura comprendida entre 105 y 110º C hasta un peso aproximadamente constante. Se colocara la muestra de ensayo y la carga abrasiva en máquina de los Ángeles y se hará rotar el tambor a una velocidad de 30 a 33 r.p.m. durante 1000 revoluciones. Después del número de revoluciones prescritas, se descargara el material y se hará una separación preliminar de la muestra en un cedazo más grueso # 12 (1.68 mm ) y luego se cernirá la porción más fina en un cedazo #12. La diferencia entre el peso original y el peso final de la muestra de ensayo, se expresará como porcentaje del peso original. Este valor se tomará como el Porcentaje de desgaste (De) . 2. MÉTODO DE ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN CUALITATIVA DE IMPURESAS ORGAMICAS EN LAS ARENAS PARA CONCRETO (ENSAYO COLORIMÉTRICO):
Este método describe el procedimiento para señalar la presencia de compuestos orgánicos nocivos en arenas naturales que han de usarse en concretos . El valor principal que tiene el ensayo es de indicar la necesidad de hacer ensayos adicionales de las arenas, antes de aprobar su uso. APARATOS: FRASCOS DE VIDRIO: Se necesitan dos frascos de vidrio claros, ovalados, graduados, con tapon4es de goma y de aproximadamente de 350 c/c. REACTIVOS Y SOLUCIÓN DE REFERENCIA DE COLOR PATRON: Solución de hidróxido de sodio al 3% : disuelva tres partes (por peso) de hidróxido de sodio (NaOH) en 97 partes de agua : Solución de referencia de color patrón: disuelva bicarbonato de potasio (K2 Cr2 O7) en ácido sulfúrico concentrado ( peso específico 1,84 ) a razón de 0,250 grs por 100 c/c de ácido.La solución debe ser recién preparada para la comparación del color. MUESTRA: Se obtendrá por medio de un muestreador, una muestra de ensayo representativa de arena, que pese alrededor de 0.5 Kg . PROCEDIMIENTO: Llene un frasco de vidrio claro con la muestra de arena por ensayar hasta un tercio de su altura. Añada una solución al 3% de hidróxido de sodio en agua , hasta que el volumen de la arena y él liquido indicado después de agitar sea igual a las dos
terceras partes de la altura. Tape el frasco agítelo vigorosamente y luego déjelo reposar durante 24 horas. DETERMINACIÓN DEL VALOR DEL COLOR: Al final del período de reposo, llene un frasco de vidrio claro de 350cc, hasta una curta parte de la altura con la solución de referencia fresca, del color patrón, preparada con una anterioridad no mayor de dos horas . Luego compare el color del liquido que sobrenada la muestra de ensayo con el de la solución de referencia de color patrón y anote si su color es más claro, más oscuro o igual al color patrón de referencia. 3. DETERMINACIÓN CUANTITATIVA DEL CONTENIDO DE CLORUROS Y SULFATOS SOLUBLES EN LAS ARENAS . Este método se utiliza para determinar el contenido de cloruros y sulfatos solubles en las arenas destinadas a la preparación de concretos.
