Capitulo I quimica del cemento y caracterizacion

SEMINARIO DE CEMENTACION

CARACTERIZACION
DE LOS CEMENTOS
TIPO PORTLAND

Contenido.
Introducción.
Definición del cemento “Portland”.
Composición.
Proceso de manufactura .
Proceso Seco.
Proceso húmedo.
Hidratación del cemento.
Diagramas térmicos.
Efectos físicos de la hidratación en el cemento.
Encogimiento del cemento.
Clasificación de los cementos API.

Introducción.
La utilización deaglutinantes por el hombre se remonta a épocas
tan remotas como la neolítica.
A partir del siglo XVIII se comenzó a a utilizar cementos
hidráulicos cuando se detectó que las calizas sucias (con arcilla)
producían una cal mas resistentes .
En 1824 se comenzó a utilizar el término “Cemento Portland” para
identificar un cemento fabricado por J. aspdin, debido a su parecido
con la piedra de Portland utilizadaen la construcción en Inglaterra.
En 1845 se fabricó el primer cemento “Portland” moderno hecho
de calizas y arcillas o pizarras, sometidas a calentamiento hasta
convertirlas en escoria (“Clinker”) que luego era triturada.
En 1880 se comenzó a utilizar los hornos rotativos.
En1891comenzó la utilización masiva de este producto calcinado
en sustitución de la cal.
Hoy en día los cementos “portland”se utilizan en la mayoría de las
estructuras de hormigón.

Definición de cemento “Portland”.
Es un cemento hidráulico capaz de fraguar y de
desarrollar una alta resistencia a los esfuerzos de
compresión. El endurecimiento ocurre a través de
un proceso de hidratación que implica reacciones
químicas entre el agua agregada y los componentes
del cemento.
El cemento fraguado tiene baja permeabilidad,es
insoluble en agua.

Composición del cemento
Componentes básicos:
SILICATO TRICALCICO (C3S) –

3CaOSiO2

SILICATO DICALCICO (C2S) -

2CaOSiO2

ALUMINATO TRICALCICO (C3A) - 3CaOAl2O3
FERROALUMINATO TETRACALCICO (C4AF) – 4CaOAl2OFe3O4

Componentes secundarios:
YESOOXIDO DE MAGNESIO - MgO
SULFATOS OXIDO DE CALCIO LIBRE – CaO
ALCALIS- Na

Composición del cemento
Vista microscópica de loscomponentes del cemento

C3A(Verde)

C3S(Rojo)

C4FA (Amarillo)

C2S (Azul Agua)

Proceso de manufactura del cemento “Portland”
1. Selección de materiales.
2. Pulverización.
3. Proceso de Mezcla.
Seco.
Húmedo.
4.Calcinación.
5. Enfriamiento.
6. Almacenamiento del “clinker”.
7. Dosificación con Yeso.
8. Molienda del “clinker” final.

Problema asociado con la producción de cemento

Las plantas de
cementoson
las
responsables
de la
producción
del 7% de CO2
en el
“MUNDO”

Hidratación Del Cemento
Desde el punto de vista químico, la hidratación del cemento es un
complejo proceso de disolución / precipitación durante el cual la
hidratación de todos los componentes se realiza simultáneamente,
pero a diferentes velocidades e influenciándose unas a otras.

Disolución

Cemento

Cemento
CementoPrecipitación

Hidratación de las Fases del Clinker
1.- FASES SILICATO (C3S / C2S) :
Esta fase es la mas abundante 80% del volumen total
El C3S es el principal con tope de 70%
El C2S normalmente no excede el 20%

2C3S + 6H ——> C 3S2H3 + 3CH + CALOR
2C2S + 4H ——> C3S2H3 + CH
Los productos de la reacción son:
Silicato de calcio hidratado C-S-H gel
Hidróxido de calcio C-H

Principal componente
cemento fraguadoResidual que puede ser atacado
por los sulfatos y gases agrios

Hidratación de las Fases del Clinker
Las zonas densas amorfas
son los cúmulos de C-S-H los
espacios oscuros son poros

Cristales hexagonales de
hidróxido de calcio. Perjudiciales
para la integridad del cemento en
ambientes agrios o en presencia
de sulfatos.

Efectos de la hidratación del C3S/C2S
(Cont…)

La velocidad de reaccióndel C3S es mayor que C2S
Concentración de
C3S

Efecto en el cemento

40 -45%

Cemento retardado

60- 65%

Cemento con desarrollo
Temprano y Alto de resistencia

Concentración de C2S
< 20%

Efecto en el cemento
No afecta al fraguado inicial
Incrementa el desarrollo de
resistencia final

Comportamiento de la hidratación del C3S/C2S
100

Hidratación del
C3S vs Tiempo y
Temperatura

C3S HIDRATADO...