HORMIGONES - CEMENTO, Apuntes de Ingeniería de Edificación

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Hormigones

CEMENTOS

Ideas Previas

 Componentes del clínker

 ¿Cómo influyen los componentes del cemento

en las propiedades del hormigón?

 Procesos de fabricación del clínker

 Velocidad de fraguado

 Adiciones del cemento

 Normativa de aplicación

 Otros tipos de cementos que conoces

 Condiciones de almacenamiento

Cemento Normal

• Calcinación 1250ºC-1350ºC.
• Sinterización – clinkerización.
• Mayor contenido en arcilla y menor en caliza con respecto al cemento Pórtland.
• Características: Fraguado rápido y bajas resistencias.

Cemento Pórtland

• Calcinación 1450ºC.
• Sinterización – clinkerización.
• Características: Fraguado medio y altas resistencias.

generalidades

• Materias primas del

crudo

• Procesos:
• 1. Extracción de las MP. Trituración. Prehomogeneizacion.

2. Dosificación del crudo.
3. Desecación del crudo. Molienda. Homogeinización.

• Obtención del clínker.

1. Preparación del crudo.
2. El horno rotatorio. 3.Procesos fisico-químicos en la cocción. La clinkerización.

• Enfriamiento del clínker.
• Molienda del clínker.
• Adiciones al clínker.
• Almacenamiento/

expedición del cemento.

• Comercialización.

Fabricación

• El clínker es el producto que resulta de la cocción de una

mezcla de caliza y arcilla hasta alcanzar temperatura de

sinterización (fusión parcial) que oscila entre 1.350 y 1.450ºC.

• Las proporciones más habituales del clínker son:
  • 79-80% de caliza o carbonato cálcico y
  • 20-21% de arcillas (silicatos de aluminio, hierro, cal y otros elementos minoritarios).
• Tiene una composición aproximada en componentes fundamentales

de:

• Silicato tricálcico (SC 3 ) 40-60%
• Silicato bicálcico (SC 2 ) 20-30%
• Aluminato tricálcico (AC 3 ) 7-14%
• Ferrito aluminato tetracálcico (FAC 4 ) 5-12%
• Álcalis (óxidos de sodio y potasio), cal libre, etc.

Fabricación

1250ºC-1450ºC

850ºC-1250ºC

700ºC-850ºC

400ºC-750ºC

CaCO 3 + arcillas

Deshidratación de las arcillas SiO 2 /Al 2 O 3 / Fe 2 O 3

descarbonatación CaO+CO 2 

Reacciones entre fases sólidas CS, CA, C 2 S, C 4 AF

Clinkerización C 3 S

Enfriamiento Cristalización y vitrificación

La clinkerización

• 900ºC-1250ºC: reacciones en fase sólida 3C + 2S + A  2CS + CA CS + C  C 2 S silicato bicálcico o belita 2C + S  C 2 S CA + 2C  C 3 A aluminato tricálcico o fase alumínica CA + 3C + F  C 4 AF ferritoaluminato tretracálcico o fase ferrítica - reacciones en fase líquida- clinkerización C 2 S + C  C 3 S silicato tricálcico o

Adiciones al clínker

Activas (acción química)

• Puzolanas naturales (P)
• Puz. Natural calcinada (Q)
• Humo de sílice (D)
• Cenizas volantes siliceas(V)
  • Cenizas vol. calcareas (W)
  • Esquistos calcinados (T)

Hidráulicas

Escorias de alto horno (S)

• Carácter ácido, menor reserva alc.
•  Rm a largo plazo
•  resist. al ataque químico (ácidos, SO 3 ) y a la reacción árido-álcali
•  Calor de hidratación y expansión
• Carácter ácido e hidraulicidad pronunciada(sustituyen al clínker)
  • Carácter básico e hidraulicidad latente (sustituyen al clínker)
  •  Rm a largo plazo
  •  resist. al agua de mar y SO 3 =
  •  Calor de hidratación y expansión

Adiciones al clínker

Inertes (acción física)

• INERTES (L, LL):
  • Se suele emplear piedra caliza.
  • No manifiesta actividad hidráulica alguna, de ahí que

se le denomine como una adición inerte.

• Contribuye a modificar otras propiedades como

puede ser la mejora de la trabajabilidad de los

morteros y hormigones.Y aumentar las resistencias

mecánicas.

EL CLINKER PROPIEDADES DE SUS COMPONENTES

PROPIEDAD

SILICATO TRICÁLCICO SC 3

SILICATO BICÁLCICO SC 2

ALUMINATO TRICÁLCICO AC 3

FERRITO ALUMINATO TETRACÁLCICO FAC 4 VELOCIDAD DE HIDRATACIÓN ALTA^ MEDIA^ INMEDIATA^ LENTA RESISTENCIA A COMPRESIÓN (FUNDAMENTALMENTE)

DE 1 A 7 DÍAS DE 7 DÍAS EN ADELANTE^ PRIMERAS HORAS LARGO PLAZO

CALOR DE HIDRATACIÓN CALORÍAS/GRAMO

120 ALTA

62 BAJA

207 ALTA

100 MEDIA

DURABILIDAD (AMBIENTES NO RECOMENDADOS)

BUENA LIGERAMENTE ÁCIDOS, COMPUESTOS ORGÁNICOS, MAGNESIA, ETC.

BUENA>SC LIGERAMENTE ÁCIDOS, COMPUESTOS ORGÁNICOS, MAGNESIA, ETC.

BAJA SULFATOS Y AGUA DE MAR

ALTA SULFATOS Y AGUA DE MAR

El cemento en la EHE.

Categoría de los cementos según su resistencia

• A título orientativo relacionada con la resistencia del hormigón:

Categoría del cemento N/mm² Tipo del hormigón N/mm²

RESISTENCIA A COMPRESIÓN N/mm² RESISTENCIA INICIAL

RESISTENCIA NORMAL

CLASE RESISTENTE 2 días 7 días 28 días 32.5 N - 16. 32.5 R ^10 -

 (^) 32.5  (^) 52.

42.5 N ^10 - 42.5 R ^20 -

 (^) 42.5  (^) 62.

52.5 N ^20 - 52.5 R ^30 -

 (^) 52.5 -

Depende de la cantidad de agua, carcterísticas de los áridos, contenido de cemento, empleo de aditivos...

CEMENTOS BLANCOS

• Formado por clínker + regulador de fraguado, puede llevar incorporados pigmentos inorgánicos o orgánicos.
• No contienen compuestos férricos.
• Se emplean por motivos ornamentales y para prefabricados.
• Hay que cuidar la coloración de los áridos, en especial de la

fracción fina. Índice de blancura superior al 75%

TIPO PORCENTAJE DE MASAPROPORCIONES EN

DENOMINACIONES DESIGNACIÓN CLINKER ADITIVOS

Cementos blancos para solados BL 22.5 X^ ≥^40 ≤^1

Los cementos blancos pueden ser ≥ 22,5 y ≤ 52.

CEMENTOS RESISTENTES A LOS SULFATOS Y/ AGUA DE MAR

• Limitan el contenido en aluminato tricálcico

(AC 3 ) y ferrito aluminato tetracálcico (FAC 4 ).

• La reacción del AC3 con los sulfatos produce

la ettringita o sal de Candlot, de fuerte

carácter expansivo.

• Los sulfatos pueden provenir de:
  • Hormigón en contacto con el terreno
  • Agua de amasado del hormigón
  • Agua en contacto con el hormigón
• Pueden ser:
  • Resistentes al agua de mar: MR (ataque débil de sulfatos o por agua de mar)
  • Resistentes a los sulfatos : SR (ataque medio o fuerte de sulfatos)

Prescripciones de utilización.

A.- Aplicación.

* Valoración de cada tipo y subtipo en función de la

aplicación.

B.- Circunstancias de Hormigonado

* Cuando sea necesario porque se prevean retrasos o

alteraciones.

C.- Clases de exposición en servicio.

* Art. 8 de la EHE. Las clases generales y específicas tienen

gran incidencia sobre las características del hormigón y por

tanto en su fabricación y puesta en obra.

SELECCIÓN DE LOS DISTINTOS TIPOS DE

CEMENTOS

ANEJO 4 DE LA EHE