DEDICATORIA ESTA MONOGRAFÍA SE LA DEDICAMOS A TODO EL GRUPO DE NUEVOS INGRESANTES DE LA LA CARRERA DE EDIFICACIONES DE SENCICO, SENCICO, Y PROFESOR. Y ESPERAMOS JUNTAMENTE CAPTAR TODOS LOS CONOCIMIENTOS DEL CURSO PORQUE NOS SERVIRÁ DE MUCHO EN EL FUTURO. LOS ESFUERZOS MAYORES, POR MÁS INDIVIDUALES QUE PAREZCAN, SIEMPRE ESTÁN ACOMPAÑADOS DE APOYOS IMPRESCINDIBLES PARA LOGRAR CONCRETARLO.
INTRODUCCIÓN EL PRESENTE TRABAJO ESTÁ DISEÑADO DE FORMA PRÁCTICA Y SENCILLA PARA COMENZAR A CONOCER UN POCO SOBRE LO QUE ES AGLOMERANTES RECORRIENDO LOS CONCEPTOS Y CARACTERÍSTICAS DEL MISMO, USO, IMPORTANCIA, TIPOS, DANDO UNA BREVE DESCRIPCIÓN DE CADA PUNTO YA PLANTEADO .AL MISMO TIEMPO LA ELECCIÓN DE UN TEMA ESPECÍFICO PARA ESTA MONOGRAFÍA PERMITE CONOCER MÁS A FONDO DEL TEMA NO SÓLO SU CONCEPTO, SINO SUS APLICACIONES Y PRINCIPALMENTE PRINCIPALMENTE LA IMPORTANCIA IMPORTANCIA DE SU USO EN EL SECTOR SECTOR .LA MOTIVACIÓN DEL PRESENTE TRABAJO ES PODER CONOCER CONOCER LOS DIFERENTES TIPOS DE AGLOMERANTES QUE SE DAN EN EL AMBIENTE DE LA CONSTRUCCIÓN.
LOS AGLOMERANTES Materiales aglomerantes aglomerantes * Conceptos: Un aglomerante es algo que aglomera, que une, se dice del material capaz de unir fragmentos de una o varias sustancias y dar unidad al conjunto, por efectos exclusivamente físicos; son aglomerantes la cal, el betún, la arcilla, el yeso, la cola, el cemento y productos químicos desarrollados para tal fin. Normalmente el resultado es la unión de todo esto que se convierte en un producto nuevo tipo piedra artificial, pero también puede ser un subproducto ya aglomerado como la argamasa o mortero que siendo un aglomerado actúa como aglomerante en la unión de ladrillos y otros. Pueden ser de origen pétreo como la cal, el yeso, magnesia, etc. O hidrocarbonatos como el alquitrán, betún, etc. Cualquier sustancia en polvo que, una vez hecha plástica con agua, se usa en estado pastoso blando (que endurece al secar) para unir ladrillos, piedras, etc, en edificios o (con un árido) para hacer hormigón. Modifican con el tiempo su composición, endureciendo.
* Clasificación de los aglomerantes: Aglomerantes aéreos: endurecen y fraguan al aire: Cales aéreas, Yesos. Aglomerantes hidráulicos: fraguan también en agua: Cales hidráulicas, Cementos. Se diferencian por su composición y/o temperatura de preparación.
* Diferencia entre conglomerantes y aglomerantes: CONGLOMERANTES : Material capaz de unir fragmentos de uno o varios materiales y dar cohesión al conjunto mediante transformaciones químicas en su masa que originan nuevos compuestos
AGLOMERANTES: Materiales capaces de unir fragmentos de una o varias sustancias y dar cohesión al conjunto por métodos exclusivamente físicos; en los conglomerantes es mediante procesos químicos. Según esta definición, yo entiendo que dentro de los aglomerantes encontraríamos por ejemplo cola, que al secar (proceso físico) endurece pudiendo unir varias sustancias, y dentro de los conglomerantes se encuentran los morteros y hormigones, que al fraguar (proceso químico) endurece formando un nuevo material cohesionado.
EL CEMENTO Concepto: En ingeniería civil y construcción se denomina cemento a un aglutinante o aglomerante hidráulico que, mezclado con agregados pétreos (árido grueso o grava más árido fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme, manejable y plástica capaz de fraguar y endurecer al reaccionar con el agua y adquiriendo por ello consistencia pétrea, el hormigón o concreto. Su uso está muy generalizado, siendo su principal función la de aglutinante.
Historia Desde la antigüedad se emplearon pastas y morteros elaborados con arcilla, yeso o cal para unir mampuestos en las edificaciones. Fue en la Antigua Grecia cuando empezaron a usarse tobas volcánicas extraídas de la isla de Santorini, los primeros cementos naturales. En el siglo I a. C. se empezó a utilizar el cemento natural en la Antigua Roma, obtenido en Pozzuoli, cerca del Vesubio. La bóveda del Panteón es un ejemplo de ello. En el siglo XVIII John Smeaton construye la cimentación 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 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.
Tipos de cemento Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:
1. de origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente; 2. de origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o volcánico.
Existen diversos tipos de cemento, diferentes por su composición, por sus propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos. Desde el punto de vista químico se trata en general de una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos a través del cocido de calcáreo, arcilla y arena. El material obtenido, molido muy finamente, una vez que se mezcla con agua se hidrata y solidifica progresivamente. Puesto que la composición química de los cementos es compleja, se utilizan terminologías específicas para definir las composiciones.
El cemento Portland El cemento Portland es el tipo de cemento más utilizado como ligante para la preparación del hormigón o concreto. Fue inventado en 1824 en Inglaterra por el albañil Joseph Aspdin. El nombre se debe a la semejanza en su aspecto con las rocas encontradas en Portland, una isla del condado de Dorset. La fabricación del cemento Portland se da en tres fases: (i) Preparación de la mezcla de las materias primas; (ii) Producción del clinker; y, (iii) Preparación del cemento. Las materias primas para la producción del Portland son minerales que contienen: óxido de calcio (44%), óxido de silicio (14,5%), óxido de aluminio (3,5%), óxido de hierro (3%) y óxido de magnesio (1,6%). La extracción de estos minerales se hace en canteras, que preferiblemente deben estar próximas a la fábrica, con frecuencia los minerales ya tienen la composición deseada, sin embargo en algunos casos es necesario agregar arcilla o calcáreo, o bien minerales de hierro, bauxita, u otros minerales residuos de fundiciones.
Esquema de un horno Kilm La mezcla es calentada en un horno especial, constituido de un inmenso cilindro (llamado Kilm) dispuesto horizontalmente con una ligera inclinación, y rodando lentamente. la temperatura crece a lo largo del cilindro hasta llegar a aproximadamente 1400°C; la temperatura es tal que hace que los minerales se combinen pero no se fundan o vitrifiquen. En la sección de temperatura menor, el carbonato de calcio (calcáreo) se separa en óxido de calcio y bióxido de carbono (CO2). En la zona de alta temperatura el óxido de calcio reacciona con los silicatos y forma silicatos de calcio (Ca2Si y Ca3Si). Se forma también una pequeña cantidad de aluminato tricálcico (Ca3Al) y Aluminoferrito de tricalcio (Ca4AlFe). El material resultante es denominado clinker. El clinker puede ser conservado durante años antes de proceder a la producción del cemento, con la condición de que no entre en contacto con el agua. La energía necesaria para producir el clinker es de aproximadamente 1.700 joules por gramo, pero a causa de las pérdidas de calor el valor es considerablemente más elevado. Esto comporta una gran demanda de energía para la producción del cemento, y por lo tanto la liberación de una gran cantidad de dióxido de carbono en la
Atmósfera, gas de efecto invernadero. Para mejorar las características del producto final al clinker se le agrega aproximadamente el 2 % de yeso y la mezcla es molida finamente. El polvo obtenido es el cemento preparado para su uso. El cemento obtenido tiene una composición del tipo: 64% óxido de calcio 21% óxido de silicio 5,5% óxido de aluminio 4,5% óxido de hierro 2,4% óxido de magnesio 1,6% sulfatos 1% otros materiales, entre los cuales principalmente agua.
Cuando el cemento Portland es mezclado con el agua, el producto solidifica en algunas horas y endurece progresivamente durante un período de varias semanas. El endurecimiento inicial es producido por la reacción del agua, yeso y aluminato tricálcico, formando una estructura cristalina de calcio-aluminiohidrato, estringita y monosulfato. El sucesivo endurecimiento y el desarrollo de fuerzas internas de tensión derivan de la reacción más lenta del agua con el silicato de tricalcio formando una estructura amorfa llamada calcio-silicato-hidrato. En ambos casos, las estructuras que se forman envuelven y fijan los granos de los materiales presentes en la mezcla. Una última reacción produce el gel de silicio (SiO2). Las tres reacciones generan calor. Con el agregado de materiales particulares al cemento (calcáreo o cal) se obtiene el cemento plástico, que fragua más rápidamente y es más fácilmente trabajable. Este material es usado en particular para el revestimiento externo de edificios. La calidad del cemento Portland deberá estar de acuerdo con la norma ASTM C 150. En el 2004, los principales productores mundiales de cemento Portland fueron la Lafarge en Francia, la Holcim en Suiza y la Cemex en México. Algunos productores de cemento fueron multados por comportamiento monopólico. Con el agregado de materiales particulares al cemento (calcáreo o cal) se obtiene el cemento plástico, que fragua más rápidamente y es más fácilmente trabajable. Este material es usado en particular para el revestimiento externo de edificios.
Normativa: La calidad del cemento portland deberá estar de acuerdo con la norma ASTM C 150. En Europa debe estar de acuerdo con la norma EN 197-1. En España los cementos vienen regulados por la Instrucción para recepción de cementos RC-08, aprobados por el Real Decreto 956/2008 de 6 de junio. Reacciones de formación del clinker 1000 –1100°C 3CaO+Al2O3 2CaO+SiO2 CaO+Fe2O3
3CaOAl2O3 2CaOSiO2 CaOFe2O3
1100 –1200°C CaOFe2O3+3CaOAl2O3 4CaOAl2O3Fe2O3 1250 - 1480°C 2CaOSiO2+CaO 3CaOSiO2
La composición final será de: 50% 3CaOSiO2 25% 2CaOSiO2 12% 3CaOAl2O3 8% 4CaOAl2O3Fe2O3 Reacciones de hidratación Las reacciones de hidratación, que forman el proceso de fraguado son: 2(3CaOSiO2) + (x+3)H2O 3CaO2SiO2xH2O + 3Ca(0H)2 2(2CaOSiO2)+ (x+1)H2O 3CaO2SiO2xH2O + Ca(0H)2 2(3CaOAl2O3)+ (x+8)H2O 4CaOAl2O3xH2O + 2CaOAl2O38H2O 3CaOAl2O3 + 12H2O + Ca(0H)2 4CaOAl2O313H2O 4CaOAl2O3Fe2O3 + 7H2O 3CaOAl2O36H2O + CaOFe2O3H2O
Estas reacciones son todas exotérmicas. La más exotérmica es la hidratación de 3CaOAl2O3, seguida de la de 3CaOSiO2, y luego 4CaOAl2O3Fe2O3 y finalmente 2CaOSiO2. Función del yeso El yeso es generalmente agregado al clinker para regular el fraguado. Su presencia hace que el fraguado se concluya aproximadamente en 45 minutos. El yeso reacciona con el aluminato tricálcico para formar una sal expansiva llamada etringita. 3CaOAl2O3 + 3(CaSO42H2O) + 26H2O
3CaOAl2O33CaSO432H2O
Módulos Los módulos son valores característicos de cada cemento o cal, que permiten conocer en qué relación se encuentran, porcentualmente, los diversos componentes en el producto final. Para el cemento Portland se tiene: Módulo hidráulico
Módulo de silicatos
Módulo silícico
Módulo de alúmica
Cementos portland especiales Los cementos portland especiales son los cementos que se obtienen de la misma forma que el portland, pero que tienen características diferentes a causa de variaciones en el porcentaje de los componentes que lo forman. El portland férrico: está caracterizado por un módulo 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 composición comporta por lo tanto, además de una mayor presencia de Fe2O3, una menor presencia de 3CaOAl2O3 cuya hidratación es la que desarrolla más calor. Por este motivo estos cementos son particularmente apropiados para ser utilizados en climas cálidos. Los mejores cementos férricos son los que tienen un módulo calcáreo bajo, en efecto estos contienen una menor cantidad de 3CaOSiO2, cuya hidratación 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 más resistentes a las aguas agresivas.
Cementos blancos Contrariamente a los cementos férricos, los cementos blancos tienen un módulo de fundentes muy alto, aproximadamente 10. Estos contienen por lo tanto un porcentaje bajísimo de Fe2O3. EI color blanco es debido a la falta del hierro que le da una tonalidad grisácea al Portland normal y un gris más oscuro al cemento ferrico. La reducción del Fe2O3 es compensada con el agregado de fluorita (CaF2) y de criolita (Na3AlF6), necesarios en la fase de fabricación en el horno.para bajar la calidad del tipo de cemento que hoy en día hay 4: que son tipo I 52,5, tipo II 52,5, tipo II 42,5 y tipo II 32,5;también llamado pavi) se le suele añadir una adición extra de caliza que se le llama clinkerita para rebajar el tipo, ya que normalmente el clinker molido con yeso sería tipo I
Cementos de mezclas 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 características que lo diferencian del Portland normal.
Cemento puzolánico Se denomina puzolana a una fina ceniza volcánica que se extiende principalmente en la región del Lazio y la Campania, su nombre deriva de la localidad de Pozzuoli, en las proximidades de Nápoles, en las faldas del Vesubio. Posteriormente se ha generalizado a las cenizas volcánicas en otros lugares. Ya Vitrubio describía cuatro tipos de puzolana: negra, blanca, gris y roja. Mezclada con cal (en la relación de 2 a 1) se comporta como el cemento puzolánico, y permite la preparación de una buena mezcla en grado de fraguar incluso bajo agua. Esta propiedad permite el empleo innovador del hormigón, como ya habían entendido los romanos: El antiguo puerto de Cosa 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 todavía, con la parte sumergida en buenas condiciones después de 2100 años. La puzolana es una piedra de naturaleza ácida, muy reactiva, al ser muy porosa y puede obtenerse a bajo precio. Un cemento puzolánico 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 tendrá una menor cantidad de esta última. Pero justamente porque la cal es el componente que es atacado por las aguas agresivas, el cemento puzolánico será más resistente al ataque de éstas. Por otro lado, como el 3CaOAl2O3 está presente solamente en el componente constituido por el clinker Portland, la colada de cemento puzolánico desarrollará un menor calor de reacción 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 siderúrgico La puzolana ha sido sustituida en muchos casos por la ceniza de carbón proveniente de las centrales termoeléctricas, 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 hidráulico. 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 siderurgico también tiene buena resistencia a las aguas agresivas y desarrolla menos calor durante el fraguado. Otra característica de estos cementos es su elevada alcalinidad natural, que lo rinde particularmente resistente a la corrosión atmosférica causada por los sulfatos. Tiene alta resistencia química, de ácidos y sulfatos, y una alta temperatura al fraguar.
Cemento de fraguado rápido El cemento de fraguado rápido, también conocido como "cemento romano ó prompt natural", se caracteriza por iniciar el fraguado a los pocos minutos de su preparación con agua. Se produce en forma similar al cemento Portland, pero con el horno a una temperatura menor (1.000 a 1.200 °C). °C).1 Es apropiado para trabajos menores, de fijaciones y reparaciones, no es apropiado para grandes obras porque no se dispondría del tiempo para efectuar una buena colada. Aunque se puede iniciar el fraguado controlado mediante retardantes naturales (E-330) como el ácido cítrico, pero aun así si inicia el fraguado aproximadamente a los 15 minutos (a 20 °C). La ventaja es que al pasar aproximadamente 180 minutos de iniciado del fraguado, se consigue una resistencia muy alta a la compresión (entre 8 a 10 MPa) MPa),, por lo que se obtiene gran prestación para trabajos de intervención rápida y definitivos. Hay cementos rápidos que pasados 10 años, obtienen una resistencia a la compresión superior a la de algunos hormigones armados (mayor a 60 MPa).
Cemento aluminoso El cemento aluminoso se produce principalmente a partir de la bauxita con impurezas de óxido de hierro (Fe2O3), óxido de titanio (TiO2) y óxido de silicio (SiO2). Adicionalmente se agrega óxido de calcio o bien carbonato de calcio. El cemento aluminoso también recibe elnombre de «cemento fundido», pues la temperatura del horno alcanza hasta los 1.600 °C, con lo que se alcanza la fusión de los componentes. El cemento fundido es colado en moldes para formar lingotes que serán enfriados y finalmente molidos para obtener el producto final. El cemento aluminoso tiene la siguiente composición de óxidos:
35-40% óxido de calcio 40-50% óxido de aluminio 5% óxido de silicio 5-10% óxido de hierro 1% óxido de titanio
Su composición completa es:
60-70% CaOAl2O3 10-15% 2CaOSiO2 4CaOAl2O3Fe2O3 2CaOAl2O3SiO2
Por lo que se refiere al óxido 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 hidrófilas (poca absorción de agua). Reacciones de hidratación → CaOAl 2O310H2O CaOAl2O3+10H2O (cristales 2(CaOAl2O3)+11H2O + Al(OH)3 (cristales → 2CaOAl 2O38H2O 2(2CaOSiO2)+ (x+1)H2O → 3CaO2SiO2xH2O + Ca(0H)2 (cristales + gel)
hexagonales) + gel)
Mientras el cemento Portland es un cemento de naturaleza básica, gracias a la presencia de cal Ca(OH) 2, el cemento aluminoso es de naturaleza sustancialmente neutra. La presencia del hidróxido de aluminio
Al(OH)3, que en este caso se comporta como ácido, provocando la neutralización de los dos componentes y dando como resultado un cemento neutro. El cemento aluminoso debe utilizarse en climas fríos, con temperaturas inferiores a los 30 °C. En efecto, si la temperatura fuera superior, la segunda reacción de hidratación cambiaría y se tendría la formación de 3CaOAl2O36H2O (cristales cúbicos) y una mayor producción de Al(OH)3, lo que llevaría a un aumento del volumen y podría causar fisuras.
Propiedades generales del cemento
Buena resistencia al ataque químico. Resistencia a temperaturas elevadas. Refractario. Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Conversión interna. Se ha de evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la porosidad. Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotérmico.
Está prohibido el uso de cemento aluminoso en hormigón pretensado. La vida útil de las estructuras de hormigón armado es más corta. El fenómeno de conversión (aumento de la porosidad y caída de la resistencia) puede tardar en aparecer en condiciones de temperatura y humedad baja. El proyectista debe considerar como valor de cálculo, no la resistencia máxima sino, el valor residual, después de la conversión, y no será mayor de 40 N/mm2. Se recomienda relaciones A/C ≤ 0,4, alta cantidad de cemento y aumentar los recubrimientos (debido al
pH más bajo).
Propiedades físicas del cemento de aluminato de calcio
Fraguado: Normal 2-3 horas. Endurecimiento: muy rápido. En 6-7 horas tiene el 80% de la resistencia. Estabilidad de volumen: No expansivo. Calor de hidratación: muy exotérmico.
Aplicaciones El cemento de aluminato de calcio resulta muy adecuado para:
Hormigón refractario. Reparaciones rápidas de urgencia. Basamentos y bancadas de carácter temporal.
Cuando su uso sea justificable, se puede utilizar en:
Obras y elementos prefabricados, de hormigón en masa o hormigón no estructural. Determinados casos de cimentaciones de hormigón en masa. Hormigón proyectado.
No resulta nada indicado para:
Hormigón armado estructural. Hormigón en masa o armado de grandes volúmenes.(muy exotérmico)
Es prohibido para:
Hormigón pretensado en todos los casos.
Usos comunes del cemento de aluminato de calcio
Alcantarillados. Zonas de vertidos industriales. Depuradoras. Terrenos sulfatados. Ambientes marinos. Como mortero de unión en construcciones refractarias.
Proceso de fabricación Existe una gran variedad de cementos según la materia prima base y los procesos utilizados para producirlo, que se clasifican en procesos de vía seca y procesos de vía húmeda. El proceso de fabricación del cemento comprende cuatro etapas principales: 1. 2. 3. 4.
Extracción y molienda de la materia prima Homogeneización de la materia prima Producción del Clinker Molienda de cemento
La materia prima para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso) se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la dureza y ubicación del material, se aplican ciertos sistemas de explotación y equipos. Una vez extraída la materia prima es reducida a tamaños que puedan ser procesados por los molinos de crudo. La etapa de homogeneización puede ser por vía húmeda o por vía seca, dependiendo de si se usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales.
En el proceso húmedo la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de homogeneización y de allí hasta los hornos en donde se produce el clínker 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 químico es más eficiente y el consumo de energía es menor, ya que al no tener que eliminar el agua añadida con el objeto de mezclar los materiales, los hornos son más cortos y el clínker requiere menos tiempo sometido a las altas temperaturas. El clínker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de homogeneización, es luego molido con pequeñas cantidades de yeso para finalmente obtener cemento. Reacción de las partículas de cemento con el agua 1. Periodo inicial: las partículas con el agua se encuentran en estado de disolución, existiendo una intensa reacción exotérmica inicial. Dura aproximadamente diez minutos.
2. Periodo durmiente: en las partículas se produce una película gelatinosa, la cuál inhibe la hidratación del material durante una hora aproximadamente. 3. Inicio de rigidez: al continuar la hidratación de las partículas de cemento, la película gelatinosa comienza a crecer, generando puntos de contacto entre las partículas, las cuales en conjunto inmovilizan la masa de cemento. También se le llama fraguado. Por lo tanto, el fraguado sería el aumento de la viscosidad de una mezcla de cemento con agua. 4. Ganancia de resistencia: al continuar la hidratación de las partículas de cemento, y en presencia de cristales de CaOH2, la película gelatinosa (la cuál está saturada en este punto)desarrolla unos filamentos tubulares llamados «agujas fusiformes», las cuales al aumentar en número, generan una trama que traspasa resistencia mecánica entre los granos de cemento ya hidratados. 5. Fraguado y endurecimiento: el principio de fraguado es el tiempo de una pasta de cemento de difícil moldeado y de alta viscosidad. Luego la pasta se endurece y se transforma en un sólido resistente que no puede ser deformado. El tiempo en el que alcanza este estado se llama «final de fraguado». .Si es cemento en sacos, deberá almacenarse sobre parrillas de madera o piso de tablas; no se apilará en hileras superpuestas de más de 14 sacos de altura para almacenamiento de 30 días, ni de más de 7 sacos de altura para almacenamientos hasta de 2 meses. Para evitar que el cemento envejezca indebidamente, después de llegar al área de las obras, el contratista deberá utilizarlo en la misma secuencia cronológica de su llegada. No se utilizará bolsa alguna de cemento que tenga más de dos meses de almacenamiento en el área de las obras, salvo que nuevos ensayos demuestren que está en condiciones satisfactorias.
Proceso de fabricación del cemento Portland. INFORMACIÓN TÉCNICA DEL CEMENTO Producto Cemento Portland Ordinario
Normas de Calidad NMX-C-414-ONNCCE-1999
Características y campos de aplicación El Cemento Portland Ordinario es excelente para construcciones en general, zapatas, columnas, trabes, castillos, dalas, muros, losas, pisos, pavimentos, guarniciones, banquetas, muebles municipales (Bancas, mesas, fuentes, escaleras), etc. Ideal para la elaboración de productos prefabricados (Tabicones, adoquines, bloques, postes de luz, lavaderos, balaustradas, pilteas etc.
Cemento Portland Compuesto
NMX-C-414-ONNCCE-1999
Cemento Portland Puzolánico
NMX-C-414-ONNCCE-1999
Cemento Blanco
Portland
Ordinario NMX-C-414-ONNCCE-1999
Cemento Portland Ordinario NMX-C-414-ONNCCE-1999 Resistente a los Sulfatos
Cemento para albañilería (Mortero) NMX-C-021-ONNCCE-2004
Presenta excelente durabilidad en prefabricados para alcantarillados y a los concretos les proporciona una mayor resistencia química y menor desprendimiento de calor. Este cemento es compatible con todos los materiales de construcción convencionales como arenas, gravas, piedras, cantera, mármol, etc.; así como con los pigmentos (preferentemente los que resisten la acción solar) y aditivos, siempre que se usen con los cuidados y dosificaciones que recomienden sus fabricantes. Ideal para la construcción de zapatas, pisos, columnas, castillos, dalas, muros, losas, pavimentos, guarniciones, banquetas, muebles municipales (Bancas, mesas, fuentes, escaleras), etc. Especialmente diseñado para la construcción sobre suelos salinos. El mejor para obras expuestas a ambientes químicamente agresivos. Alta durabilidad en prefabricados para alcantarillados como. brocales para pozos de visita, coladeras pluviales, registros y tubería para drenaje. Excelente para obras ornamentales o arquitectónicas como fachadas, monumentos, lápidas, barandales, escaleras, etc. Gran rendimiento en la producción de mosaicos, terrazos, balaustradas, lavaderos, W.C. rurales, tiroles, pegazulejos, junteadores, etc. En fachadas y recubrimiento de muros, ahorra gastos de repintado. Este producto puede pigmentarse con facilidad; para obtener el color deseado se puede mezclar con los materiales de construcción convencionales, siempre y cuando esten libres de impurezas. Por su alta resistencia a la compresión tiene los mismos usos estructurales que el cemento gris. El Cemento Portland Ordinario Resistente a los sulfatos proporciona mayor resistencia química para concretos en contacto con aguas o suelos agresivos ( aguas marinas, suelos con alto contenido de sulfatos o sales), recomendable para la construcción de presas, drenajes municipales y todo tipo de obras subterráneas. Diseñado especialmente para trabajos de albañilería: junteo o pegado de bloques, tabiques, ladrillos, piedra y mampostería; aplanados, entortados, enjarres, repellados y resanes; firmes, plantillas y banquetas. No debe utilizarse en la construcción de elementos estructurales.
Clasificación de los cementos Tipo I Este tipo de cemento es de uso general, y se emplea cuando no se requiere de propiedades y características especiales que lo protejan del ataque de factores agresivos como sulfatos, cloruros y temperaturas originadas por calor de hidratación. Entre los usos donde se emplea este tipo de cemento están: pisos, pavimentos, edificios, estructuras, elementos prefabricados.
Tipo II El cemento Pórtland tipo II se utiliza cuando es necesario la protección contra el ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje, siempre y cuando las concentraciones de sulfatos sean ligeramente superiores a lo normal, pero sin llegar a ser severas (En caso de presentarse concentraciones mayores se recomienda el uso de cemento Tipo V, el cual es altamente resistente al ataque de los sulfatos). Genera normalmente menos calor que el cemento tipo I, y este requisito de moderado calor de hidratación puede especificarse a opción del comprador. En casos donde se especifican límites máximos para el calor de hidratación, puede emplearse en obras de gran volumen y particularmente en climas cálidos, en aplicaciones como muros de contención, pilas, presas, etc. La Norma ASTM C 150 establece como requisito opcional un máximo de 70 cal/g a siete días para este tipo de cemento.
Tipo III Este tipo de cemento desarrolla altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7 días. Esta propiedad se obtiene al molerse el cemento más finamente durante el proceso de molienda. Su utilización se debe a necesidades específicas de la construcción, cuando es necesario retirar cimbras lo más pronto posible o cuando por requerimientos particulares, una obra tiene que ponerse en servicio muy rápidamente, como en el caso de carreteras y autopistas. El cemento Pórtland tipo IV se utiliza cuando por necesidades de la obra, se requiere que el calor generado por la hidratación sea mantenido a un mínimo. El desarrollo de resistencias de este tipo de cemento es muy lento en comparación con los otros tipos de cemento. Los usos y aplicaciones del cemento tipo IV están dirigidos a obras con estructuras de tipo masivo, como por ejemplo grandes presas. La hidratación inicia en el momento en que el cemento entra en contacto con el agua; el endurecimiento de la mezcla da principio generalmente a las tres horas, y el desarrollo de la resistencia se logra a lo largo de los primeros 30 días, aunque éste continúa aumentando muy lentamente por un período mayor de tiempo En la fabricación del cemento se utilizan normalmente calizas de diferentes tipos, arcillas, aditivos -como el mineral de fierro cuando es necesario- y en ocasiones materiales silicosos y aluminosos. Estos materiales son triturados y molidos finamente, para luego ser alimentados a un horno rotatorio a una temperatura de 1,400 grados centígrados y producir un material nodular de color verde oscuro denominado CLINKER.
ENSAYOS EN CEMENTOS PRUEBAS QUÍMICAS Análisis de * CaO, Al2O3, MgO, SiO2, Fe2O3, SO42
Residuo insoluble: * SiO2: f (buena cocción del cemento) * Cal libre (no combinada con SiO2, Al2O3, Fe2O3)
Pérdida al fuego: * Pérdida de CO2a 900ºC * La pérdida máxima depende del tipo de cemento: desde el 3.5% para el cemento Portland hasta el 12% 12% para el mixto.
PRUEBAS FISICAS Y MECANICAS Tamizado -900 mallas/cm2 (retenido: < 2%) -4900 mallas/cm2 (pasa: < 20%)
Cantidad de agua necesaria para el amasado Amasado + H2O ➱➱➱➱ 5 min.
Cemento -Meterlo en un molde: -La sonda de la aguja de Vicat debe detenerse a 6 mm del fondo. Si no, repetir con otra cantidad de agua. -La cantidad de agua empleada (en porcentaje de cemento) se denomina agua de amasado. Aparato o aguja de Vicat
Proceso Constructivo Proceso constructivo consiste en seguir un conjunto de pasos para así de esa forma podamos construir podamos edificar en un contexto o situación socio cultural o medio ambiental ambiental que nos permite llegar al objetivo sin distorsionar nuestro propósito. Antes exponer los pasos a seguir cabe indicar que el proceso constructivo Nos va a permitir realizar un trabajo seguro y planificado. Aquí mostramos el proceso de un puente:
PROCESO CONSTRUCTIVO DE PUENTES DEFINICION: Ser el proyecto de un puente, el problema fundamental que se plantea es saber cómo va a ser, es decir qué tipo de estructura va a tener, qué material se va a utilizar, cuáles van a ser sus luces, etc. Cómo va a ser el puente, viene condicionado por diferentes factores; el primero de ellos es conocer su comportamiento resistente, es saber cómo va a ser su estructura. Pero además de saber cómo va a ser el puente, es necesario saber cómo se va a hacer, es decir, el procedimiento a seguir para llevar a buen fin su construcción. Este conocer de cómo se va a hacer, va adquiriendo cada vez más importancia, a medida que crece la luz del puente, llegando a ser casi decisivo en las grandes luces. Dadas las posibilidades tecnológicas actuales, la construcción de un puente, salvo los muy pequeños, se deberá dividir en partes; este fraccionamiento... [c define Proceso Constructivo al conjunto de fases, sucesivas o solapadas en el tiempo, necesarias para la materialización de un edificio o de una infraestructura. Si bien el proceso constructivo es singular para cada una de las obras que se pueda concebir, si existen algunos pasos comunes que siempre se deben realizar. El paso previo al proceso constructivo consiste en asignar la obra a un constructor o a un grupo de personas, una comunidad por ejemplo, estableciendo todos los documentos necesarios para que durante el proceso constructivo no surjan dudas respecto a las calidades, los plazos o las condiciones administrativas.
PROCESO 1
PROCESO 2
PRUEBA ENSAYO DEL CEMENTO Y PUZOLANA
Veintiocho (28) días. En casos especiales, cuando se trate de concreto de alta resistencia y ejecución rápida, es aceptable la prueba de cilindros a las 24 horas, sin abandonar el control con pruebas a 7 y 28 días. Durante el avance de la obra, el Interventor podrá tomar las muestras o cilindros al azar que considere necesarios para controlar la calidad del concreto. El Contratista proporcionará la mano de obra y los materiales necesarios y ayudará al Interventor, si es requerido, para tomar los cilindros de ensayo. El valor de los ensayos de laboratorio ordenados por el Interventor será por cuenta del Contratista. Para efectos de confrontación se llevará un registro indicador de los sitios de la obra donde se usaron los concretos probados, la fecha de vaciado y el asentamiento. Se hará una prueba de rotura por cada diez metros cúbicos de mezcla a colocar para cada tipo de concreto. Cuando el volumen de concreto a vaciar en un (1) día para cada tipo de concreto sea menor de diez metros cúbicos, se sacará una prueba de rotura por cada tipo de concreto o elemento estructural, o como lo indique el Interventor; para atraques de tuberías de concreto se tomarán dos cilindros cada 6 metros cúbicos de avance. Las pruebas serán tomadas separadamente de cada máquina mezcladora o tipo de concreto y sus resultados se considerarán también separadamente, o sea que en ningún caso se deberán promediar juntos los resultados de cilindros provenientes de diferentes máquinas mezcladoras o tipo de concreto. La resistencia promedio de todos los cilindros será igual o mayor a las resistencias especificadas, y por lo menos el 90% de todos los ensayos indicarán una resistencia igual o mayor a esa resistencia. En los casos en que la resistencia de los cilindros de ensayo para cualquier parte de la obra esté por debajo de los requerimientos a los siete (7) días estén por debajo de las tolerancias admitidas, se prolongará el curado de las estructuras hasta que se cumplan tres (3) semanas después de vaciados los concretos. Notados en las especificaciones, el Interventor, de acuerdo con dichos ensayos y dada la ubicación o urgencia de la obra, podrá ordenar o no que tal concreto sea removido, o reemplazado con otro adecuado, dicha operación será por cuenta del Contratista en caso de ser imputable a él la responsabilidad.
En cuanto referido a puzolana podemos encontrar la prueba de ensayo cuando adicionamos al cemento como aditivo de esa forma dando diferentes resultados en la resistencia del cemento. Entendemos por prueba de ensayo capacidad de resistencia que se analizaran; se harán medirá por cada cinco (5) metros cúbicos de concreto a vaciar y serán efectuados con el consistí metro de Kelly o con el cono de Abran (ICONTEC 396). Los asentamientos máximos para las mezclas proyectadas serán los indicados al respecto para cada tipo, de acuerdo con la geometría del elemento a vaciar y con la separación del refuerzo. Testigos de la Resistencia del Concreto. Las muestras serán ensayadas de acuerdo con el “Método para ensayos de cilindros de concreto a la compresión” (designación C-39 de la ASTM o ICONTEC 550 Y 673). La Preparación y ensayo de cilindros de prueba que testifiquen la calidad de los concretos usados en la obra será obligatoria, corriendo ella de cuenta del Contratista pero bajo la supe vigilancia de la Interventora. Cada ensayo debe constar de la rotura de por lo menos cuatro cuerpos de prueba. La edad normal para ensayos de los cilindros de prueba será de veintiocho (28) días, pero para anticipar información que permitirá la marcha de la obra sin demoras extremas, dos de los cilindros de cada ensayo serán probados a la edad de siete (7) días, calculándose la resistencia correlativa que tendrá a los
Usos Y Aplicaciones Sus usos son diversos tanto del cemento y de la puzolana , por lo general estos elementos podemos encontrar dentro: de pequeñas, medianas y grandes construcciones de las construcciones civiles. Que podemos ver y contemplar desde nuestros propios medios
Uno de los claros ejemplos; reales de usos de estos elementos son: las carreteras, los los edificios, las veredas, las autopistas, las losas deportivas; pero también en construcciones de puertos donde pone en verdad el evidente valor del cemento .con sus respectivos respectivos aditivos que se usa con fines beneficiosos. beneficiosos. Para de esa forma aprovechar al máximo el potencial de este producto elaborado utilizada y estudiada por hombres descubridores de este producto y aquellos químicos que aportaron su pequeño y, gran empeño para poder así, de esa forma mejorar en el análisis y en el rendimiento de este de producto que en nuestra actualidad nos dado un verdadero beneficio en las obras que se e ejecutan con ella Sus aplicaciones del puzolana ha sido por su parte también un gran beneficio que de esta forma y de la combinación del puzolana, que producto del proceso volcánica se hallan en la superficie han permitido que con la combinación con el cemento porta plan se haya obtenido un producto altamente; conciso, masivo, sumamente firme frente a los gran des pesos que puedan soportar. soportar. Este material por su gran resistencia por consiguiente sus aplicaciones son también muy importantes como por ejemplo uno de los ejemplos que podemos citar son los puentes de gran longitud y los soportes de estas mismas envergaduras, las columnas. Por otra parte sus usos y sus aplicaciones son múltiples, que nos han permitido un gran avance a lo que concierne dentro de la construcción de obras. De infraestructuras En el siguiente fotografía parte y una gran variedad y mostramos las aplicaciones que se han dado en diferentes contextos del uso del cemente y puzolana según las condiciones medio ambientales que han podido de alguna forma dificultar su ejecución y distar clonado el objetivo.,
El cemento de aluminato de calcio resulta muy adecuado para:
Hormigón refractario. Reparaciones rápidas de urgencia. Basamentos y bancadas de carácter temporal.
Cuando su uso sea justificable, se puede utilizar en:
Obras y elementos prefabricados, de hormigón en masa u hormigón no estructural. Determinados casos de cimentaciones de hormigón en masa. Hormigón proyectado.
No resulta nada indicado para:
Hormigón armado estructural. Hormigón en masa o armado de grandes volúmenes.(muy exotérmico)
Es prohibido para:
Hormigón pretensado en todos los casos.
Usos comunes del cemento de aluminato de calcio
Alcantarillados. Zonas de vertidos industriales. Depuradoras. Terrenos sulfatados. Ambientes marinos. Como mortero de unión en construcciones refractarias.
Se aplica en construcción de Edificios
Se aplica en construcción de irrigaciones
Se aplica en el en pavimentación de los las avenidas
Se usa en la construcción de mega puentes
El
PUZOLANA El Perú, dispone de una notable cantidad de puzolanas naturales en el departamento de Arequipa. Sin embargo no se ha sacado de ellas todas las propiedades; pero en la actualidad, el precio del cemento portland, así como el ahorro de energía eléctrica obliga a tomar en cuenta nuestro patrimonio de puzolanas que, bien estudiadas técnicamente resolverían en parte el candente problema del costo en la construcción.
Es conocidísima la utilización de los aglomerantes en base a la puzolana en obras bajo el agua. Actualmente se utilizan en notable cantidad en obras de todo tipo especialmente en Europa, así como en las mayores estructuras construidas por el Bureau of Reclamation se ha utilizado el cemento puzolánico, en Italia se reconoce que las aplicaciones de los cementos puzolánicos, son más extensas que las del Portland ordinario. Griegos y romanos utilizaron extensamente las mezclas de puzolanas con cal y arena, por la resistencia que presentaban a la acción continuada del agua dulce y salada.
El material utilizado por los griegos fue una toba volcánica de la isla de Santorin. Los romanos utilizaron un material similar, que abundaban en las proximidades de Nápoles, al que llamaron puzolana por ser de los alrededores de Pozzooli el que primero se utilizó.
VITRUBIO describe este material como una especie de arena, que mezclada con cal y piedra, endurece también bajo agua como en los edificios ordinarios. De tales mezclas se construyó el Panteón Romano, El Coliceum, La Basílica de Constantino, Constantino, El puente de Grod, Grod, cerca de Nimes, los puentes de Fabricio y otras estructuras que han servido da nuestros días.
Según SESTINI, el material del Puerto de Civitavecchia. En roma, construido hace casi 20 siglos, ofrece actualmente una resistencia a la compresión de 35 a 49 Kg7cm2, lo que demuestra palpablemente la resistencia de este producto a los agresivos químicos del agua de mar.
1. Definición Se consideran generalmente como puzolanas los materiales que, carentes de propiedades cementicias y de la actividad hidráulica por sí solos, contienen constituyentes que se combinan con cal a temperaturas ordinarias y en presencia de agua, dando lugar a compuestos permanentemente insolubles y estables que se comportan como conglomerantes hidráulicos. En tal sentido, las puzolanas dan propiedades cementantes a un conglomerante no hidráulico como es la cal. Son, por consiguiente, materiales reactivos frente a la cal en las condiciones normales de utilización ordinaria de conglomerantes (morteros y hormigones). No se consideran como puzolanas aquellos otros materiales inertes que, en determinadas condiciones extraordinarias de estado físico de división (elevada finura, gran superficie específica) o de reacción (tratamientos hidrotérmicos con vapor de agua a presiones y temperaturas elevadas), pueden dar lugar a compuestos hidráulicos. Así sucede, por ejemplo, con el cuarzo, que finamente molido y mezclado con cal forma silicatos cálcicos hidratados por tratamiento en autoclave. La reactividad de las puzolanas se atribuye, fundamentalmente en algunos casos, a la sílice activa que se encuentra en ellas formando compuestos mineralógicos silícicos.
2. Clasificación Una primera clasificación es en naturales y artificiales Las puzolanas naturales Los materiales denominados puzolanas naturales pueden tener dos orígenes distintos, uno puramente mineral y otro orgánico. Las puzolanas naturales de origen mineral son productos de transformación del polvo y “cenizas” volcánicas que, como materiales piroclásticos incoherentes procedentes de erupciones
explosivas, ricos en vidrio y en estado especial de reactividad, son aptos para sufrir acciones endógenas (zeolitización y cementación) o exógenas (agilización), de las cuales las primeras son favorables y las segundas desfavorables. Por una continuada acción atmosférica (meteorización) se convirtieron en tobas, esto es en rocas volcánicas, más o menos consolidadas y compactas, cristalinas, líticas o vítreas, según su naturaleza. El origen volcánico de las puzolanas naturales es determinante de su estructura. La estructura de las rocas, que se han originado por el enfriamiento de grandes masas de lava que han fluido completamente, depende de la velocidad en que se ha producido el fenómeno. Las puzolanas naturales de origen orgánico son rocas sedimentarias abundantes en sílice hidratada y formadas en yacimientos o depósitos que en su origen fueron submarinos, por acumulación de esqueletos y caparazones silíceos de animales (infusorios radiolarios) o plantas (algas diatomeas).
Las puzolanas artificiales
Puzolana natural de origen volcánico pumítico
Se definen éstas como materiales que deben su condición de tales a un tratamiento térmico adecuado. Dentro de esta condición cabe distinguir dos grupos uno, el formado por materiales naturales silicatados de naturaleza arcillosa y esquistosa, que adquieren el carácter puzolánico por sometimiento a procesos térmicos “ex profeso”, y otro el constituido por subproductos de determinadas operaciones industriales, que, en virtud de su naturaleza y de las transformaciones sufridas en las mismas, adquieren las propiedades puzolánicas. Es decir, pueden derivarse de rocas muy diversas y de variados subproductos industriales sometidos a tratamientos térmicos o químicos. Pueden ser:
Cenizas volantes: las cenizas que se producen en la combustión de carbón mineral, fundamentalmente en las plantas térmicas de generación de electricidad. Arcillas activadas o calcinadas artificialmente: por ejemplo residuos de la quema de ladrillos de arcilla y otros tipos de arcilla que hayan estado sometidas a temperaturas superiores a los 800
°C. Escorias de fundición: principalmente de la fundición de aleaciones ferrosas en altos hornos. Estas escorias deben ser violentamente enfriadas para lograr que adquieran una estructura amorfa. Cenizas de residuos agrícolas: la ceniza de cascarilla de arroz, ceniza del bagazo y la paja de la caña de azúcar. Cuando son quemados convenientemente, se obtiene un residuo mineral rico en sílice y alúmina, cuya estructura depende de la temperatura de combustión.
3. Origen a) Procedentes de rocas de origen eruptivo, en las que el constituyente amorfo es un vidrio producido por fusión. Pertenecen a esta clase las cenizas volcánicos, pómez, las cenizas volcánicas consolidadas, puzolanas de este tipo, las arequipeñas, canarias o italianas. -Plutónicas o de profundidad -Filonianas -Volcánicas b) De origen sedimentario, pertenecen a esta clase las numerosas tobas derivadas de la composición de rocas silíceas por vía hidrotermal, como las arcillas compactas. c) De origen orgánico: procedentes de la sedimentación en el fondo de lagos de infinidad de caparazones de micro organismos como infusorios y diatomeas. 4. Ensayo La puzolana debe cumplir con cierto requisitos establecidos en la norma ASTM NTP, para poder ser utilizadas mediante procedimiento donde se establecer por normas donde se prueban.
METODO a) Método de la cal. se muele la puzolana a una fineza similar a la que va ser obtenida a la del proceso molienda y luego se le agrega la cal, luego se le añade arena de Ottawa y agua. Puzolana + arena de Ottawa + agua Luego a esta preparación se coloca en 3 probetas cilíndricas cil índricas luego estas probetas se dejan a 7 días. Pasado este tiempo se prueba su resistencia la cual no debe ser inferior a 55kg /cm2. b) Método cemento: se hace una prueba comparativa a una probeta de 100% de cemento y una segunda probeta de 35% de puzolana y 65% de cemento luego de un tiempo de curado de 28 días. días. Este segundo debe llegar como mínimo a 75% de resistencia de la primera probeta.
Cemento Puzolánico El CP-40 es un aglomerante hidráulico, producido por la mezcla íntima de un material conocido como puzolana y el Hidrato de Cal, finamente molidos. Este aglomerante alcanza baja resistencia mecánica, y su fraguado es algo más lento que el del cemento Portland. Por esta razón, puede ser considerado como un cemento para aplicaciones de albañilería. Los aglomerantes cal-puzolana tienen su origen reconocido en las construcciones hechas por los romanos. Hoy en día se conservan aún las ruinas de los grandes edificios construidos con este material
Mejora en las propiedades del cemento puzolánico El material producido requiere tener una finura similar a la del cemento portland ordinario (250-300 m²/kg ensayo Blaine). Blaine). El cemento puzolánico tipo CP40 ha sido desarrollado y producido por el CIDEM, centro de investigaciones de la Universidad Central de Las Villas, Cuba. 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.
Empleos Específicos de los Cementos Puzolánicos a. Trabajos de concreto en grandes masas b. Cimentaciones en todo terreno c. Obras marítimas
d. Obras sanitarias e. Albañilería (pega de muros y mampostería en general) f. Repellos o revocos (pañetes) g. Solados h. Baldosas hidráulica i. Prefabricados de elementos estructurales de concreto armado o sin armar, Especialmente curados por tratamientos térmicos j. Concretos especiales pre mezclados
5. Ventajas del empleo de las puzolanas En general, las ventajas de todo orden que pueden obtenerse de los cementos puzolánicos son las señaladas en la tabla No. 3-1. Dichas ventajas hacen aptos a los cementos puzolánicos.
Propiedades de la puzolana Las propiedades de las puzolanas dependen de la composición química y la estructura interna. Se prefiere puzolanas con composición química tal que la presencia de los tres principales óxidos (SiO2, Al2O3, Fe2O3) sea mayor del 70%. Se trata que la puzolana tenga una estructura amorfa. En el caso de las puzolanas obtenidas como desechos de la agricultura (cenizas de la caña de azúcar y azúcar y el arroz), arroz), la forma más viable de mejorar sus propiedades es realizar una quema controlada en incineradores rústicos, donde se controla la temperatura de combustión, y el tiempo de residencia del material. Si la temperatura de combustión está en el rango entre 400-760 °C, hay garantía de que la sílice se forma en fases amorfas, de mucha reactividad. Para temperaturas superiores comienzan a formarse fases cristalinas de sílice, poco reactivas a temperatura ambiente.
6. Propiedades a evaluar en una puzolana En una puzolana es requisito indispensable evaluar sus características físicas y químicas y su efecto en las propiedades finales del cemento o del hormigón según el caso. Se debe tener conocimientos de los siguientes aspectos: • Composición química (óxidos de sílice, hierro, aluminio, calcio, magnesio, álcalis y otros
componentes menores). • Propiedades físicas (finura - gravedad específica). • Micro estructura (SEM). • Espectroscopia IR y DRX (compuestos y cristalinidad). • Actividad puzolánica (ensayo de Frattini, evaluación con cemento y con cal- normas
ICONTEC y ASTM). • Requerimiento de agua. • Efecto de contracción por secado. • Efecto en las propiedades finales del cemento (calor de hidratación y resistencias mecánicas). • Ensayos de durabilidad en concordancia con el medio de servicio (efectos en la reactividad álcali-
agregado, efectos en el ataque por sulfatos, carbonatación, cloruros y otros ensayos requeridos en concordancia con el futuro de ambiente de servicio). • Proporción optima de uso. • Especificación del producto y recomendaciones finales
7. Otros usos de la puzolana Además de los ya señalados como aditivo para el cemento, existen otras aplicaciones de interés para este material calibrado.
Fabricación de Hormigones de baja densidad (como ya se ha señalado en el caso del Panteón de Roma). Absorbente (en el caso del agua del 20 al 30 % del peso de árido seco) y preparación de tierras volcánicas olorosas. Aislante Térmico (0,21 Kcal / Hm2 C) Sustrato inerte y aireante para cultivos hidropónicos. Filtro natural de líquidos por su elevada porosidad. Fabricación de Hormigones de baja densidad (como ya se ha señalado en el caso del Panteón de Roma). Drenaje natural en campos de fútbol e instalaciones deportivas. Arqueología. Protector de restos arqueológicos de baja densidad para conservación de restos (por construcción sobre ellos o con carácter temporal). Jardinería. En numerosas rotondas, jardines. Sustituto eficaz del césped en zona con carencia de agua de riego.
Abrasivo. Usado como ingrediente en algunos detergentes abrasivos.
Empleo de Puzolana para protección de restos arqueológicos en
