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Materiales I^ Grupos 4 y 6
Prof. Fco. Javier Alejandre Sánchez
Naturaleza del cemento
-^ Cemento Portland Calcinación 1450ºC calizas+arcillas(21%-26%) Sinterización-clinkerización Yeso+adiciones ^ Características: fraguado medio yaltas resistencias
Tipo deconglomerante • Cemento natural Calcinación 1250ºC-1350ºCcalizas+arcillas (22%-26%) Sinterización-clinkerización Características: fraguado rápido ybajas resistencias
Hidraulicidad^
% Arcilla^
M^ RH^ M^
Duraciónfrag./endur.
Cal aérea^
No hidráulica^
0-5^ ^ – 10
6 meses
Débilmente hidr.
5-^
10 - 6,^
15-30 días
Medianamente hidr.
8-^
6,2 - 3,^
10-15 días
Cal hidráulica^
Normalmente hidr.
14-^
3,3 - 2,^
2-4 días
Eminentemente hidr.
19-^
Menor 2,5 – 2 < 2 días
Cem. natural^
Hidráulico^
>22^ 2 - 0,
Mayor^
<12 horas
Cem. Portland
Hidráulico
21-
2,2 - 1,^
<12 horas
Fabricación del cemento
•^ Materias
primas
del
crudo • Procesos: vía seca y víahúmeda.vía seca^ 1. Extracción de las MP.Trituración.Prehomogeneizacion.2. Dosificación del crudo.3. Desecación del crudo.Molienda.Homogeinización. vía húmeda 1. Procesos de vía húmeda.
•^ Obtención del clínker.^ 1. Preparación del crudo.2. El horno rotatorio.3.^ Procesos
fisico-químicos
en^ la
cocción. La clinkerización.• Enfriamiento del clínker. • Fases del clínker. 1. Composición real y potencial.2. Otros clínkeres.• Molienda del clínker. • Adiciones al clínker. • Almacenamiento
del
cemento. • Comercialización.
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Materiales I^ Grupos D, E, F y G
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Fabricación del cemento
Materiales I^ Grupos D, E, F y G
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Fases del clínker
COMPOSICIÓNFASES COLOR^
V^ C^ H^ H 28^
DURABILIDADR C CONTENIDO
AlitaCaC^ S^3
SiO^ Blanco 3 5
ALTA^
MOD.Inicial:AltaALTO^ Final: buena
BAJA^ 35%-70%
BelitaC^ S^2
Ca^ SiO^2
Blanco^ MEDIA
MEDIO^ Inicial:mediaFinal: buena
MEDIA^ 10%-35%
F.alumínicaC^ A^3
Ca^ Al^ O^3 2
Blanco^ MUYRÁPIDA
MUYInicial: alta ALTO^
BAJA^
0%-15%
F. ferríticaC^ AF^4
Ca^ Al^ Fe^ O^4 2 2
Verde-MUYgriasáceaLENTA
BAJO^ Baja y alargo plazo^
MEDIA5%-20%(resistenciaquímica)
Cal libreC^
CaO^ Blanco
MUY RÁPIDA^ MUYALTO^
-^ -^ < 2%
MagnesiaM^
MgO^ Blanco
LENTA^ MEDIO
-^ -^ < 5%
ÁlcalisN y K^ Na
O y K^ O^2
MUYMUYRÁPIDA^ ALTO
-^ -^ < 0,6%
Aluminatode calcio CA^
CaAl^ O^2
Blanco^ RÁPIDA
Inicial:muy ALTO altaMEDIAFinal: media^
--
•^ Propiedades químicas Pérdida por calcinación Residuo insoluble Contenido en sulfatos Contenido en cloruros Puzolanicidad Composición potencialdel clinker Otras
•^ Propiedades físicas Finura de molido Principio y fin defraguado Estabilidad de volumen Resistencias mecánicas Calor de hidratación Blancura
Propiedades del cemento
Hidratación
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Hidratación del cemento (I)Fases anhidras del+clinker de altocontenido energético
agua^ ^
Fases hidratadasde bajo contenidoenergético
+ Energía (calor dehidratación)
CALORES DEHIDRATACIÓN (cal/g) FASESFasesaisladas
Fases enel clínker C^ S^3
-C^ S^2
C^ A^3
C^ AF^4
C^
M^
Tipo de cemento
Calor dehidratación a 7días (cal/g) Cemento de aluminatode calcio (CAC)
130 a 145 Cemento^ Portland
de^ altas resistencias (42,5 y 52,5)
90 a 105 Cemento Portland 32,
80 a 90 Cemento puzolánico
60 a 80 Cemento de horno alto
50 a 75
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Hidratación del cemento (III)^ Materiales I
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Hidratación del cemento (IV)Reacciones de hidratación • Aluminato tricalcico (C
A) 3
(1) C^ A + 6 H^3
^ C^ AH hidrogranate,^3
hidrato cúbico estable (2) C^ A + CH + 12 H/18H^3
^ C^ AH/ C^4
AHen presencia de CH 4 19 (3) C^ A + 3CSH^3
+ 26 H^ ^ C 2
A3CS32H^3
ettringita, trisulfoaluminato o AFt
1 volumen^
8 volúmenes (4) 2C^ A + C^3
A3CS32H^ + 4 H
^ C^ ACS12H^3
monosulfoaluminato o AF
m
-^ Ferrito aluminato tetracálcico (C
AF) 4
C^ (AF)^ 3CS32H^3
AF, aluminato-ferrito-trisulfato o ettringita férricat^ C^ (AF)^ CS12H^3
AFm , aluminato-ferrito-monosulfato
-^ Silicatos cálcicos (C
S y CS) 32
C^ S + H^ ^3
C-S-H + CH^ 61%^ 39%
C^ S + H^ ^2
C-S-H + CH^ 82%^ 18%
Tobermoritas
(C-S-H) de composición variable Su relación C/S está entre 1,5 y 2Las más habituales las de tipo
aufwillita^ (C^ S^3
H 2 3)
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Tobermoritas fibrosas (C-S-H) Materiales I^ Grupos 4 y 6
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Materiales I^ Grupos D, E, F y G
Prof. Fco. Javier Alejandre Sánchez Presencia de cal (CH)
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Hidratación del cemento de aluminato de calcio (CAC) 100 50 0 0 10
TEMPERATURA (ºC)
C^ AH^36 + AH^3
C^ AH^28 +CAH 10 +AH^3 AH 3
H I D R A T O S
Conversión del CAC 3 CAH^ C^ AH^10
+ 2 AH+ 18 H 6 3
3 C^ AH^2
2 C^ AH+^ AH^3
+^ 9 H 3
Resultado: “aluminosis” - Aumento de la porosidad- Caída de resistencias mecánicas- Menor durabilidad Soluciones a la “aluminosis” - Dosificaciones altasde cemento >400kg/m
3
- Relación a/c limitada a 0,
- pH^ ^ 11 / pero protección armaduras- Mayor resistencia al ataque químico- “Incompatible con el Portland”- Rápida liberación del calor de hidratación
Materiales I^ Grupos 4 y 6
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•^ Propiedades químicas Pérdida por calcinación Residuo insoluble Contenido en sulfatos Contenido en cloruros Puzolanicidad Composición potencialdel clinker Otras
•^ Propiedades físicas Finura de molido Principio y fin defraguado Estabilidad de volumen Resistencias mecánicas Calor de hidratación Blancura
Propiedades del cemento^ Materiales I^
Grupos 4 y 6^ Prof. Fco. Javier Alejandre Sánchez
-^ Determinación de lostiempos de fraguado(s/UNE-EN-196-3) ^ Principio de fraguado ^ Final de fraguado
•^ Factores que influyenen el fraguado:^ 1. Temperatura2. Finura3. Composición de fases4. Adición de aceleradoreso retardadores
Propiedades físicas / Fraguado^ Materiales I
Grupos 4 y 6^
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-^ Determinación de laexpansión de cementos(s/UNE-EN-196-3) ^ A Tª cte. y HR
100% el
volumen de la pasta es cte. Compuestos expansivos:CaO y MgO Ensayo mediante las Agujasde Le Chatelier; expansión 10 mm
-^ Factores que influyenen el volumen:^ 1. Retracción hidráulica ode secado2. Retracción térmica3. Entumecimiento
Propiedades físicas / Estabilidad de volumen
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