Materiales De Constitutivos De El Cemento

EL CEMENTO

Definición:

Un cemento se define como un material con propiedades adhesivas y cohesivas que le dan la capacidad de unir fragmentos sólidos para formar un material resistente y durable. Sin embargo el de mayor relevancia en la ingeniería civil es el cemento hidráulico llamado así porque tiene la peculiaridad de desarrollar sus propiedades (fraguado y endurecimiento) en presencia de agua.

Materias primas:

El cemento está compuesto por dos materias primas principales: Materiales calizos y Materiales arcillosos.

Los primeros suministran cal y los segundos sílice y alúmina; además de estos materiales el cemento también cuenta con pequeñas cantidades de óxido de hierro, oxido de magnesio, álcalis y anhídrido sulfúrico.

Producción:

El cemento se obtiene a partir de materias primas abundantes en la naturaleza, pero como es difícil encontrar las calizas con la cantidad precisa de arcilla, la industria recurre a la dosificación artificial de estos insumos en proporciones determinadas, para ello utiliza dos procesos, por vía seca o por vía húmeda. El proceso de producción se inicia con la extracción de la piedra caliza y la arcilla de canteras naturales; luego el material es triturado y transportado hasta los molinos de crudo donde se continúa la trituración. Luego se define el sistema de producción de cemento bien sea por proceso húmedo o por el proceso seco.

El proceso Húmedo:

Es el mas utilizado en Colombia; la molienda de las materias primas ya dosificadas se efectúa con adición de agua al molino, por lo que el material resultante es un lodo, que recibe el nombre de pasta y que debe ser manejado por tuberías y homogenizado en grandes tanques llamados balsas en los cuales mediante agitación mecánica se impide la sedimentación. Luego la pasta es llevada a otros tanques llamados espesadores donde se deja sedimentar y el agua anteriormente adicionada es extraída para posteriormente pasar a la etapa de calcinación.

El proceso seco:

La dosificación va precedida del secado de los materiales y la molienda se efectúa sin adición de agua, con lo cual el material que sale de los molinos es un polvo que se denomina harina, y que se deposita en silos especiales en los cuales se homogeniza por medio de agitación de aire. La homogenización pretende que las partículas se distribuyan en la masa buscando una composición lo más uniforme posible del material que pasará al horno.

Etapa de calcinación:

Es la fase mas importante del proceso pues es allí donde ocurren las transformaciones fundamentales que dan origen al cemento y a sus propiedades de conglomerante hidráulico. La calcinación se efectúa en hornos rotatorios inclinados, que son grandes cilindros de acero con diámetros entre 3 a 5 m y una longitud que en ocasiones llega a ser superior a 150 m, que giran lentamente alrededor de su eje y que están recubiertos interiormente de material refractario. Ya en los últimos metros del horno el clinker empieza su etapa de enfriamiento, proceso que se acelera con enfriadores de parrilla y enfriadores tipo planetario constituidos por grandes tubos acoplados al horno por los cuales circula el Clinker. Posteriormente este clinker es pulverizado en molinos especiales y se le adiciona pequeños porcentajes de yeso, con el fin de controlar el tiempo de fraguado del cemento resultante. Luego el cemento se despacha en sacos de 50 kg o a granel.

TIPOS DE CEMENTOS

TIPO DE

CEMENTO CARACTERISTICAS RESISTENCIA RELATIVA EJEMPLO DE USO

1 DIA 28 DIAS

I Uso general 100 100 Para obras de concreto en general.

II Resistencia moderada a los sulfatos y bajo calor de hidratación 75 90 Estructuras de drenaje donde las concentraciones de sulfatos en aguas subterráneas son un poco más altas de lo normal. También se puede usar en estructuras de masa considerable, como en muros de contención.

III Altas resistencias iniciales 190 100 En estructuras donde se requieren quitar las formaletas tan pronto como sea posible o cuando la estructura deba ponerse al servido rápidamente.

IV Muy bajo calor de hidratación 55 75 Para estructuras de concreto masivo, como grandes presas, donde el aumento de temperatura es un factor crítico resultado de un alto calor generado durante el endurecimiento.

V Alta resistencia a los sulfatos 65 85 Para estructuras en suelos o en contacto con aguas subterráneas con un alto contenido de sulfato.

PROPIEDADES DEL CEMENTO PORTLAND

Hidratación y calor de hidratación.

El cemento desarrolla todas sus propiedades en presencia de agua es decir desarrolla todas sus propiedades aglutinantes. Cuando el agua y el cemento reaccionan se genera calor de hidratación durante los procesos de fraguado y endurecimiento haciéndose importante en estructuras de masa considerable, debido a que si no se disipan rápidamente puede ocurrir un incremento de temperatura que lleven a la contracción del material y a un posible agrietamiento.

Peso

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