Tipos de Cementos en El Mundo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

TIPOS DE CEMENTOS EN EL MUNDO

CEMENTO El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada clinker, esta se convierte en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla para que pueda fraguar y endurecerse. 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 Suramérica y el Caribe hispano) o concreto (en México y parte de Suramérica). Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil. En el mundo existen una gran variedad de tipos de cementos, c ementos, estos tipos se distinguen según los requisitos tanto químicos como físicos. La norma ASTM especifica: 

8 tipos de cemento Pórtland, ASTM C150: I, IA, II, IIA, III, IIIA, IV, V.

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TIPO I

El cemento Portland tipo I se conoce como el cemento normal de uso común. En este tipo de cemento el silicato tricálcico (C3S) se encarga de generar una notable resistencia a edades cortas, como consecuencia, genera también la mayor cantidad de calor de hidratación. Por su parte el silicato dicálcico (C2S) se encarga de generar resistencia a edades tardías. En este cemento los aluminatos se hidratan también de una forma rápida pero coadyuvan de una manera menos significativa en la resistencia final, sin embargo son compuestos potencialmente reactivos, pues en caso de la presencia presencia de sulfatos sulfatos en solución solución forman sulfoaluminatos, los cuales producen expansiones que llegan a desintegrar totalmente al concreto o a cualquier otro producto a base de cemento.

USOS. Se emplea en todas aquellas obras para las cuales no se desea una protección especial, o las condiciones de trabajo de la obra no involucran condiciones climáticas severas ni el contacto con sustancias perjudiciales como los sulfatos.

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TIPO II.

Estas características se logran al imponer limitaciones en el contenido de C3A y C3S del cemento. El cemento tipo II adquiere resistencia con más lentitud que el tipo I; pero a final de cuentas, cuentas, alcanza la misma resistencia. El El cemento tipo II se emplea en estructuras moderadamente masivas como grandes columnas o muros de concreto m uy anchos, el objetivo es el de evitar que el concreto se agriete debido a los cambios térmicos que sufre Tecnología del concreto

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA durante la hidratación. También se aconseja usar este tipo de cemento en estructuras donde se requiere una protección moderada contra la acción de los sulfatos, como en cimentaciones y muros bajo tierra, donde las concentraciones de sulfatos no sean muy elevadas.

USOS. Cemento modificado para usos generales y se emplea cuando se prevé una exposición moderada al ataque por sulfatos o cuando se requiere un moderado calor de hidratación.

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TIPO III.

Cemento de alta resistencia inicial, recomendable cuando se necesita una resistencia temprana en una situación particular de construcción. Este cemento se obtiene por un molido más fino y un porcentaje más elevado de C3A y C3S. El hormigón tiene una resistencia a la compresión a los 3 días aproximadamente igual a la resistencia a la compresión a los 7 días para los tipos I y II y una resistencia a la compresión a los 7 días casi igual a la resistencia a la compresión a los 28 días para los tipos I y II. Sin embargo, la resistencia última es más o menos la misma o menor que la de los tipos I y II. Dado que el cemento tipo III tiene un gran desprendimiento de calor, no se debe usar en hormigones masivos. Con un 15% de C3A presenta una mala resistencia a los sulfatos. El contenido de C3A puede limitarse al 8% para obtener una resistencia moderada a los sulfatos o a 5% cuando se requiere alta resistencia.

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TIPO IV.

Cemento de bajo calor de hidratación. Los porcentajes de C2S y C4AF son relativamente altos; El bajo calor de hidratación en el cemento tipo IV se logra limitando los compuestos que más influyen en la formación de calor por hidratación, o sea, C3A y C3S. Dado que estos compuestos también aportan la resistencia inicial de la mezcla de cemento, al limitarlos se tiene una mezcla que gana resistencia con lentitud. USOS Este cemento se usa para estructuras de hormigón masivo, con bajas relaciones superficie/volumen. Requiere mucho más tiempo de curado que los otros tipos. El cemento tipo IV se emplea en la construcción de estructuras masivas como las presas de concreto, donde se requiere controlar el calor de hidratación a un mínimo con el objeto de evitar el agrietamiento

Tecnología del concreto


UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA TIPO V. Cemento resistente a los sulfatos. La resistencia al sulfato se logra minimizando el contenido de C3A (aluminato tricálcico) (≤5%), pues este compuesto es el más susceptible al ataque por sulfatos. USOS Este tipo se usa en las estructuras expuestas a los sulfatos alcalinos del suelo o del agua, a los sulfatos de las aguas freáticas y para exposición al agua de mar. Ideal para losas, tuberías y postes de concreto en contacto con suelos o aguas con alto contenido de sulfatos. Para cualquier estructura de concreto que requiera alta resistencia a los sulfatos CARACTERISTICAS se caracterizan por su ganancia moderada de resistencia a edades tempranas, pero al igual que el cemento de bajo calor desarrolla buena resistencia a edades tardías gracias a sus altos contenidos de silicato dicálcico.




CON INCLUSIÓN DE AIRE, ASTM C150: TIPO IA, IIA Y IIIA,. Estos tipos tienen una composición semejante a las de los tipos I, II y III, excepto que durante la fabricación, se muele junto con estos últimos un agente inclusor de aire. Este constituye un mal método para obtener aire incluido, ya que no se puede hacer variar la dosis del agente para compensar otros factores que influyan en el contenido de aire en el hormigón.

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6 tipos de cemento hidráulico mezclado, ASTM C595: IS, IP, P, I(PM), I(SM), S.

Tipo IS.- Cemento Pórtland con escoria de alto horno Tipo IP.- Cemento Pórtland con adicion Puzolanica. Tipo P.- Cemento Pórtland con puzolana para usos cuando no se requiere alta resistencia inicial. Tipo I (PM).- Cemento Pórtland con Puzolana modificado. Tipo I (SM).- Cemento portland con escoria, modificado. Tipo S.- Cemento con escoria para la combinacion con cemento Portland en la fabricación de concreto y en combinacion con cal hidratada en la fabricación del mortero de albañilería.

CEMENTOS MEZCLADOS ASTM C595: TIPO IS, IP, P, I(PM), I(SM), S Estos cementos consisten en mezclas, que se muelen juntas, de clinker y ceniza muy fina, puzolana natural o calcinada, o bien, escoria, dentro de los límites en porcentaje especificados de los componentes. También pueden consistir en mezclas de cal de escoria y cal de puzolana. En general, pero no necesariamente, estos cementos dan lugar a una resistencia mayor a la reacción álcali-agregado, al ataque por sulfato y al ataque del agua de mar, pero requieren un curado de mayor duración y tienden a ser menos resistentes a los daños por la sal para deshelar y descongelar. Dan lugar a una menor liberación de calor y es posible que ganen resistencia con mayor lentitud, en especial a bajas temperaturas.



UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Cementos Puzolánicos1.- Endurecen más lentamente, en especial en ambiente frío, y requieren en general más agua de amasado que el Pórtland normal; pero a largo plazo llegan a superar las resistencias de este, confiere al hormigón una elevada densidad, disminuyendo su porosidad y haciéndolo más compacto, lo que aumenta su resistencia química. Todo ello lo hace recomendable para gran número de obras (canales, pavimentos. obras en aguas muy puras o ambientes medianamente agresivos, hormigonados bajo agua, obras m arítimas, etc.).

Cemento de Alto Horno.- Se obtiene por enfriamiento brusco en agua de la ganga fundida procedente de procesos siderúrgicos. Dado su contenido en cal combinada, la escoria no es una simple puzolana, sino que tiene de por si propiedades hidráulicas, es decir, que es un verdadero cemento, fragua y endurece muy lentamente, por lo que debe ser acelerada por la presencia de algo que libere cal, como el clinker de Pórtland.

Estos cementos presentan poca retracción y un débil calor de hidratación, por lo que pueden ser utilizados sin riesgo en grandes macizos. A cambio y por la misma razón, son muy sensibles a las bajas temperaturas, que retardan apreciablemente su endurecimiento, por lo que no deben utilizarse por debajo de los + 5 ºC. PARA MAMPOSTERÍA, ASTM C91, TIPO N, S Y M. Son cementos de baja resistencia utilizados exclusivamente en albañilería. El tipo M tiene la resistencia más alta, alcanzando 20MPa. Una característica de este tipo de cemento es su mayor plasticidad. Este tipo se usa también para revoque; asimismo, suele contener una piedra caliza finamente molida junto con el clinker y un plastificante inclusor de aire. Una marca que se encuentra en el mercado es CALCEMIT. TIPOS EXPANSIVOS. Estos tipos se usan para inhibir la contracción del hormigón y minimizar el agrietamiento. Tienen baja resistencia al sulfato. CEMENTOS DE ALTA ALÚMINA. Este tipo contiene aluminatos de calcio, en lugar de silicatos de calcio. Tiene una elevada resistencia temprana (a las 24hrs) y propiedades refractarias. Puede experimentar un 40% de regresión en la resistencia después de secar durante un periodo de 6 meses, si el hormigón no se mantiene frío durante las primeras 24 h después de mezclar y vaciar.

CEMENTOS ESPECIALES Los cementos especiales son tipos de cementos que se diferencian del común por ciertas características particulares de cada uno de estos. La particularidad de los cementos especiales es que estos difieren según el color, la textura, la composición química, la ubicación de extracción, entre otras características. Una de las características más notables en cuanto a los cementos especiales es la diferencia de precios, debido a lo especial que son.



UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Los diversos tipos de cementos especiales se los puede clasificar en cementos puros y cementos de mezcla. Los cementos puros provienen de la naturaleza y están directamente compuestos por cantidades de elementos orgánicos cuya presencia en los cementos comunes es menor o directamente inexistente. Entre los cementos especiales puros podemos encontrar uno de los más conocidos que son los siguientes:

Cementos Blancos.El cemento blanco se obtiene de la calcinación de calizas blancas y arcillas caolín puro. Este tipo de cemento es usado tanto para recubrimientos de terrazos, en las cuales sirve como pasta de junteo para azulejo, cerámica o mosaico, como también para paneles prefabricados de fachadas y en otras estructuras arquitectónicas. Características Los cementos blancos poseen características mecánicas similares a las de los cementos grises. Existen cementos blancos de muchas clases: desde cementos de albañilería de resistencia 22,5 MPa, hasta estructurales de resistencia 52,5. Existen cementos de las clases resistentes tipo I hasta tipo II, pero por su composición, no resisten condiciones agresivas, como el contacto con el agua de mar.2 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 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



UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Cemento Coloreado.El cual se consigue al agregarle al Cemento Blanco algunos pigmentos adecuados, estos pigmentos pulverizados le brindan el color, por ejemplo el Óxido de Hierro le da color rojo, negro, pardo o amarillo. El Óxido de Cromo le brinda un color verde, distintos azules y cobalto. Bióxido de Magnesio que le dan un color pardo y negro. El co sto de este cemento es superior a los normales, y son menos resistentes que los normales

Cementos Aluminosos.Son cementos que se obtienen mediante la fusión absoluta de una mezcla de materiales calcáreos y aluminosos, es decir, de materiales compuestos por gran cantidad de Calcio y Aluminio. Al finalizar la mezcla se pulveriza el producto de esta. Este tipo de cemento es muy resistente al agua sulfatada o con alto contenido de sodio, como el agua de mar ya que es impermeable. También es utilizado en zonas de frío debido a su insensibilidad a las bajas temperaturas., es decir, es Impermeable. CARACTERISTICAS. Tiene una velocidad de hidratación altísima, fraguado en 1-2 horas y adquisición de resistencias totales a las 24 horas. Producen un elevado calor de hidratación. Endurecimiento: muy rápido. En 6-7 horas tiene el 80% de la resistencia.     

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.



UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA 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).

USOS. Se usa en hornos (soporta hasta 1600 °C), hormigones refractarios, prefabricados y obturaciones de agua debido a la rapidez de y a su alta resistencia a las aguas agresivas. No debe emplearse en estructuras. 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. Carreteras.

CEMENTO DE FRAGUADO RAPIDO.



UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA El cemento de fraguado rápido, también conocido como "cemento romano, 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 ºC).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 20ºC). La ventaja es que al pasar aproximadamente 180minutos de iniciado del fraguado, se consigue una resistencia muy alta a la compresión (entre 8 a 10MPa), por lo que se obtiene gran prestación para trabajos de intervención rápida y definitivos. Hay cementos rápidos que pasados 10 años, obtienen resistencia a la compresión superior algunos hormigones armados (mayor a 60 MPa Entre los cementos especiales de mezcla encontramos a los siguientes:

Cemento Puzolanico.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 Vitruvio 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 (puerto) 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. Tecnología del concreto



USOS De uso general en todos aquellos casos donde no se requiera de características especiales. RECOMENDADO EN:        

Pavimentos de Hormigón Estructuras de Edificios Vaciado de grandes masas de cemento Estructuras expuestas a fluidos corrosivos Cimentaciones Desagües Industriales Alcantarillados Planta de líquidos cloacalesObras hidráulicas en general

Cemento Pórtland Ferrico.Que como lo anuncia su nombre, está compuesto por grandes cantidades de Hierro. Este tipo de cemento se obtiene al agregarle cenizas de pirita o minerales de hierro en polvo, los cuales le brindan la cualidad particular de este tipo especial de cemento. La composición química de este producto otorga una hidratación ideal para un desarrollo potencial del calor, con lo cual se ve habituado en climas cálidos. Además existen dentro de este tipo de cementos, aquellos que conservan un módulo calcáreo bajo, es decir que poseen menos cantidad de calcio y brindan una resistencia mayor a la permeabilidad del vapor de agua y a la absorción de esta misma.

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. Ésta 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 puzolánico, el cemento siderúrgico tiene mala resistencia a las aguas agresivas y desarrolla más 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.



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