Clase_3_ _Cemento_Portland

Cemento Portland
Ing. Jorge Blanco Ruiz

Definición
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•
•

El cemento es un material inorgánico finamente
pulverizado, que al agregarle agua, ya sea sólo o
mezclado con arena, grava u otros materiales
similares, tiene la propiedad de fraguar y endurecer,
incluso bajo el agua, en virtud de reacciones
químicas durante la hidratación y que, una vez
endurecido, conserva su resistencia yestabilidad.
Cuando el cemento es mezclado con agua y arena
forma mortero.
El Cemento es un ligamento (pegamento) hidráulico
que resiste la compresión, obtenido al moler
finamente el “Clinker” con yeso mineral (sulfato de
calcio dihidratado) y otros componentes.

Usos del Cemento
Se usa generalmente en :
• Pastas,
• Como Adhesivo,
• Morteros,
• Concretos,
• Otros Usos

ANTECEDENTES
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El concreto deconvencional se produce mediante la mezcla de tres
componentes esenciales, a los cuales eventualmente se incorpora otro que
genéricamente se designa como aditivo.

MORTERO
• Cemento
• Agua
• Aditivo
PASTA DE CEMENTO
(LECHADA)

• Pasta de cemento
• Agregado fino

• Mortero
• Agregado grues

CONCR

Composición Química del Cemento
Productos químicos en la materia prima:
• Caliza
• Sílica
• Alúmina
• Oxidode hierro

Composición Química del Cemento
Durante la calcinación en el horno (kiln) se producen:
• Silicato tricalcio (C3S)
• Silicato dicalcio (C2S)
• Aluminato tricalcio (C3A)
• Alúminoferrito tetracalcio (C4AF)

Composición Química del Cemento
• Los cementos Portland típicos consisten en mezclas
de silicato tricálcico (3CaO·SiO2), aluminato
tricálcico (3CaO·Al2O3) y silicato dicálcico(2CaO·SiO2) en diversas proporciones, junto con
pequeñas cantidades de compuestos de hierro y
magnesio. Para retardar el proceso de
endurecimiento se suele añadir yeso.

Composición Química del Cemento
• Los compuestos activos del cemento son inestables,
y en presencia de agua reorganizan su estructura. El
endurecimiento inicial del cemento se produce por la
hidratación del silicato tricálcico, el cualforma una
sílice (dióxido de silicio) hidratada gelatinosa e
hidróxido de calcio. Estas sustancias cristalizan,
uniendo las partículas de arena o piedras —siempre
presentes en las mezclas de argamasa de cemento—
para crear una masa dura.

Finura y Peso Específico del
Cemento Portland
• Mientras más fino el cemento más rápida la
hidratación y mayor calor de hidratación inicial
• Sin embargo,cemento muy fino es más costoso de
producir y puede ser dañino para la calidad del
cemento
• Algunos números:
–
–
–
–

Máximo tamaño: 0.09 mm
85-95% son menores que 0.045 mm
El diámetro promedio es 0.01 mm
La gravedad específica (sin incluir vanos): 3.15

Hidratación del Cemento Portland
• Es la reacción química entre las partículas de cemento y el
agua
• Muchas reacciones químicas ocurren ya que elcemento tiene
muchos compuestos químicos
• Los aluminatos se hidratan más rápido que los silicatos
• La reacción del aluminato tricalcio con el agua es inmediata y
libera mucho calor
• El yeso se usa para retrasar la velocidad de esta reacción
produciendo iones de sulfato.
• El balance entre el aluminato y sulfato determina la velocidad
de fragüado.

Hidratación del Cemento Portland
• El cementode fragüado normal tiene poca concentración de
aluminato y sulfato. Permanece manejable por ~45 min y empieza
a solidificarse a las 2~4 horas
• Exceso de aluminato y sulfato la manejabilidad dura ~10 min y se
solidifica a las 1~2 horas
• Alto aluminato con bajo sulfato produce un fragüado rápido
(10~45 min) o un fragüado instantáneo (<10 min)
• Bajo aluminato y alto sulfato produce también unfragüado
instantáneo
• El silicato tricalcio se hidrata más rápido que el silicato dicalcio,
contribuyendo al tiempo de fragüado final y la ganancia de
resistencia inicial.

Propiedades del Cemento Hidratado
Fraguado
• Se refiere al fenómeno en que la pasta de cemento se rigidiza
hasta que cambia de un estado plastico a sólido.
• Es diferente el fraguado al endurecimiento: En el endurecimiento
la...