02 Cemento Portland y ensayos principales pptx

Resumen de Cemento Portland y ensayos principales.

1. CEMENTO PÓRTLAND Estudio de Materiales I - UNSE

2. Aglomerantes hidráulicos Los aglomerantes hidráulicos son sustancias ligantes que en combinación con una fase acuosa, son capaces de unir fragmentos de materiales sólidos dando como resultado un materiales compuesto. El CEMENTO PÓRTLAND es el aglomerante más usado en la ingeniería civil y permite, por su proceso de hidratación, la unión de agregados pétreos inertes dando como resultado un material compuesto llamado HORMIGÓN . Veamos su proceso de fabricación…

3. Aglomerantes o cementantes CEMENTOS SIMPLES: Cales y Yeso CO 3 Ca + calor = CO 2 + CaO CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 Ca(OH) 2 + CO 2 = CO 3 Ca + H 2 O CEMENTOS COMPUESTOS: Cemento Pórtland

4. Cemento Pórtland DEFINICIÓN : Según IRAM 50.000 define como CEMENTO al conglomerante hidráulico obtenido como producto en una fábrica de cemento, que contiene al CLINKER PÓRTLAND como constituyente necesario. Es un material inorgánico que, amasado con agua, forma una pasta que fragua y endurece en virtud de reacciones y procesos de hidratación y que, una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad incluso bajo agua . PIEDRA CALIZA CO 3 Ca ARCILLA SiO 2 y Al 2 O 3 CLINKER YESO SO 4 Ca CEMENTO PÓRTLAND

5. Cemento Pórtland: Componentes potenciales SILICATO TRICÁLCICO SILICATO DICÁLCICO ALUMINATO TRICÁLCICO FERROALUMINATO TETRACÁLCICO Fase: Alita Fase: Belita Fase: Intersticial C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF Hidratación rápida Resistencias iniciales y finales altas Calor de hidratación moderadamente alto Hidratación lenta Resistencias finales altas Calor de hidratación bajo Hidratación rápida Calor de hidratación elevado Resistencias tempranas Contracción durante hidratación En contacto con sulfatos genera expansión Hidratación lenta y regular No contribuye al desarrollo de resistencias Calor de hidratación moderado Aporta color al cemento Pórtland 30% a 70% 10% a 40% 0% a 15% 5% a 20%

6. Componentes potenciales hidratados HIDRATACIÓN RESULTADO C 3 S + AGUA C-S-H Ca(OH) 2 C 2 S + AGUA C-S-H Ca(OH) 2 HIDRATACIÓN RESULTADO C 3 A + YESO + AGUA Trisulfoaluminato de calcio hidratado ( ettringita ) C 3 A + ETTRINGITA + AGUA Monosulfoaluminato de calcio C 3 A + Ca(OH) 2 + AGUA C-A-H C 4 AF + Ca(OH) 2 + AGUA C-AF-H

7. Componentes potenciales hidratados Período durmiente INICIO DE FRAGUADO MÁXIMO

8. Componentes potenciales hidratados: Morfología

9. Factores que influyen en el desarrollo de la estructura de la pasta Las propiedades en estado endurecido de la pasta de cemento portland depende del grado de hidratación de los componentes esenciales . A su vez, el grado de hidratación de los componentes depende de los siguientes factores: Edad de la pasta Composición del cemento Finura del cemento Relación agua – cemento ( a ) Temperatura Aditivos químicos Adiciones minerales Relación gel - espacio

10. Factores que influyen en el desarrollo de la estructura de la pasta EDAD DE LA PASTA : COMPOSICIÓN DEL CEMENTO: El grado de hidratación del cemento es gobernado por la hidratación individual de sus componentes : C 3 A > C 4 AF > C 3 S C 2 S Otro factor importante el contenido óptimo de yeso

11. Factores que influyen en el desarrollo de la estructura de la pasta FINURA DEL CEMENTO : Mayor finura g Mayor superficie específica g Mayor grado de hidratación Mayor finura g Mayor resistencia a edades tempranas Mayor finura g Mayor demanda de agua del H° Reduce la exudación Mayor finura g Mayor costo de molienda Mayor deformación volumétrica Menor período de almacenamiento

12. Factores que influyen en el desarrollo de la estructura de la pasta RELACIÓN AGUA – CEMENTO ( a ) : COMPOSICIÓN VOLUMÉTRICA DE LA PASTA LEY DE ABRAMS POROSIDAD a = 0,42

13. Factores que influyen en el desarrollo de la estructura de la pasta TEMPERATURA: La temperatura de curado es esencial para la hidratación del cemento Pórtland, fundamentalmente en las primeras horas del hormigón. EFECTOS DE ADITIVOS QUÍMICOS:

14. Factores que influyen en el desarrollo de la estructura de la pasta EFECTOS DE ADICIONES MINERALES: Efecto de dilución debido a la disminución de la relación a . Efecto físico por la incorporación de filler de tamaño de partículas finas. Efecto químico por la REACCIÓN PUZOLÁNICA que se puede generar. RELACIÓN GEL - ESPACIO: Se relaciona la resistencia de la pasta con la concentración de productos hidratados y el espacio disponible para alojar estos productos: f’ c = A . X n A = Resistencia intrínseca de la pasta X = Espacio disponible n = Constante que depende del tipo de cemento empleado

15. Cemento Pórtland: Tipos y requisitos IRAM 50.000 Cementos para uso general IRAM 50.001 Cementos con propiedades especiales Tipo de cemento ID Clinker + Yeso Puzolana o Ceniza volante Escoria Filler calcáreo Compuestos minoritarios Cemento Pórtland Normal CPN 100% - 95% --- --- --- 0% - 5% Cemento Pórtland con Filler CPF 94% - 75% --- --- 6% - 25% 0% - 5% Cemento Pórtland con Escoria CPE 94% - 65% --- 6% - 35% --- 0% - 5% Cemento Pórtland Puzzolánico CPP 85% - 50% 15% - 50% --- --- 0% - 5% Cemento Pórtland Compuesto CPC 94% - 65% 6% < (F + E + P) ≤ 35% y F ≤ 35% 0% - 5% Cemento de Alto Horno CAH 64% - 25% --- 36% - 75% --- 0% - 5%

16. Cemento Pórtland: Requisitos físicos REQUISITO Unidad MÍNIMO MÁXIMO Método de ensayo Finura Material retenido sobre tamiz 75 m m g/100g --- 15 IRAM 1621 Superficie específica m²/kg 250 --- IRAM 1623 Constancia de volumen Expansión en autoclave % --- 0,8 IRAM 1620 Tiempo de fraguado inicial CP 30 CP 40 CP 50 Minutos 75 60 45 --- --- --- IRAM 1619 Contracción por secado A 28 días de la lectura inicial % --- 0,15 IRAM 1761 Requerimiento de agua % por masa de cemento g/100g --- 64,0

17. Cemento Pórtland: Requisitos mecánicos REQUISITO RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN [MPa] Método de ensayo 2 días 7 días 28 días CP 30 --- Mín 16 Mín 30 Max 50 IRAM 1622 CP 40 Min 10 --- Mín 40 Max 60 CP 50 Min 20 --- Min 50