Materiales De Ingenieria CEMENTOS "Portland"

1. ¿Cuáles tipos de cementos (diferentes al portland) existen en el mundo y cuál es su aplicación?

Se pueden agrupar en dos grandes familias, 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.

Son diferentes en su composición, sus propiedades de resistencia durabilidad y por lo tanto por sus usos. Su composición química se trata en general de una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos a través del cocido de calcáreo, arcilla y arena, se muele finamente, se mezcla con agua se hidrata y solidifica progresivamente. Eco material CEMENTO PUZOLANICO CP40. Se utiliza en climas cálidos, en la colocación de grandes cantidades y especialmente en elementos donde se requiere impermeabilidad alta y durabilidad.

Cemento Siderúrgico. La puzolana en estos cementos es sustituida por ceniza de carbón proveniente de centrales termoeléctricas, escoria de fundición o residuos obtenidos calentando el cuarzo. Tiene mala resistencia a las aguas agresivas y desarrolla mayor calor durante el fraguado; presenta alta alcalinidad natural que hace más resistente a la corrosión atmosférica causada por los sulfatos y una alta temperatura al fraguado.

Cemento de Fraguado Rápido Cemento Romano o Prompt natural. Se caracteriza por iniciar su fraguado a los pocos minutos después de hecha la pasta. Su producción es similar al cemento portland con temperaturas menores a 1000 y 1200 grados centígrados, es apropiado para trabajos menores por su rápido fraguado no permitiendo su manejo, se consigue resistencias muy altas aproximadamente a las 3 horas entre 8 y 10 Mpa.

Cemento Aluminoso o Cemento Fundido. Se produce a partir de la Bauxita con impurezas de óxido de hierro, óxido de titanio, óxido de silicio, óxido de calcio y carbonato de calcio. Buena resistencia a agentes químicos, resistente a altas temperaturas, resistencia elevada que disminuye con el tiempo o conversión interna, con el tiempo se convierte en poroso, no se usa en armaduras pre-tensados. Se recomienda su uso en hormigón refractario, reparaciones rápidas, se usa en alcantarillados, zonas de vertidos industriales, terrenos sulfatados, ambientes marinos, como mortero o construcciones refractarias y carreteras .

2. Resuma la historia del cemento Portland resaltando las fechas y los personajes que han contribuido al desarrollo del material.

En la antigua Grecia se emplearon pastas y morteros elaborados con arcilla o greda, yeso y cal para unir mampuestos en las edificaciones. Se utilizaban tolvas volcánicas extraídas de la isla de Santorini, los primeros cementos naturales en el siglo I a.C. se empezó a utilizar en Roma que ha resistido la inmersión en aguas marinas por siglos. Su composición de cenizas volcánicas obtenidas en Pozzuoli, cerca del Vesubio. En el siglo XVIII John Smeaton construye la cimentación de un faro en el acantilado de Eddy Stone, en la costa Cornwall, empleando un mortero de cal calcinada. El siglo XIX Joseph Aspdin y James Parker llevaron en 1824 el Portland Cement llamado 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 Chaterier y el Alemán Michaelis 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

3. ¿Cuáles son los compuestos del cemento portland y de acuerdo con éstos como determinan o influyen en las características y propiedades de los diferentes tipos de cementos portland.

Cemento Portland Común (tipo I)

El más empleado en la construcción destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique una utilización de otro tipo. (Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales), donde no hay exposición a sulfatos en el suelo o en agua del subsuelo, se tiene especial cuidado por la cantidad de cal activa dentro de él ya que puede causar falta de solidez del cemento. Hoy contienen más C3S y mayor finura. Libera más calor de hidratación que otros tipos de cemento. Es el más común en Colombia, se conoce como cemento gris.

Cemento Portland tipo 1 especial (o modificado)

Es considerado como un cemento más resistente que el tipo 1, y generalmente es usado por las empresas constructoras.

Cemento modificado (Tipo II).

Se produce para obras que requieren poca generación de calor o un ataque moderado de sulfato. Este cemento es más destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos, o en dado caso, donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así sea especificado. Por ejemplo es usado en zonas cercanas al mar. Puede ser usado en puentes y en tuberías de concreto.

Cemento Portland de endurecimiento rápido (Tipo III)

Similar al tipo I, igual desarrolla resistencia rápidamente, debido a su mayor contenido de C3S (hasta 70%) y su mayor finura. Su utilización está regida por la necesidad de iniciar labores sobre la superficie donde se colocó el concreto elaborado con este cemento. Es usado cuando se necesita que la estructura de concreto reciba carga lo antes posible, o en dado caso cuando es necesario desencofrar a los pocos días de vaciado. Generalmente utilizado en prefabricados, combinando rápido endurecimiento y buena resistencia.

Cemento Portland de bajo calor (tipo IV).

Se desarrolló en USA para la construcción de grandes represas de gravedad, bajo calor de hidratación, adquiere la mayor resistencia a mayor tiempo que el portland ordinario sin afectar la resistencia final. Requiere bajo calor de hidratación en que no deben producirse dilataciones durante el fraguado.

Cemento resistente al sulfato (Tipo V).

Bajo contenido de C3A que contrarresta el ataque del sulfato. Las sales más activas son el sulfato de magnesio y el sodio, el sulfato ataca si la estructura se moja y se seca constantemente. Es usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos, por ejemplo en canales, alcantarillas, obras portuarias, en general, construcciones que tienen constante contacto con el agua de mar.

Cementos Portland especiales de endurecimiento rápido.

Su producción basada en solicitudes especiales de endurecimiento súper rápido, alta resistencia se logra por su mayor finura y un mayor contenido

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