El_Cemento COMPONENTES CLASES (1).pptx

CURSO: TECNOLOGIA DEL CONCRETO Y MATERIALES
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TEMA: EL CEMENTO

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1. Introducción
2. ¿Qué es el cemento?
3. ¿Cómo se fabrica el cemento portland?
4. Qué función desempeña el yeso en el cemento
5. Proceso del cemento
6. Fuentes de Materia primas en la fabricación de cemento
7. Composición del cemento portland.
8. Mecanismo de hidratación del cemento.
9. Etapas del proceso de hidratación.
10. Tipos de cemento y sus aplicaciones.
11. La producción de cemento en el PERÚ.
12. Características químicas y físicas de los cementos peruanos.
13. Condiciones de control y almacenaje en obra y sus
consecuencias.
14. Normas de calidad del cemento portland.
CONTENIDO

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¿Qué es el cemento?
CEMENTO PORTLAND
Cemento Portland, es el producto resultante de la pulverizacion muy fina de
clinkers (o clinquers) obtenido calcinando a fusión incipiente una mezcla
rigurosamente homogénea de materiales calcáreos y arcillosos; al clinker, no se le
agrega ningún producto después de calcinado, con excepción de agua y yeso,
pudiendo estar este último, a su vez calcinado o no.
El clinker es, pues, una escoria, pero no se le da este nombre porque la idea de
escoria presupone un residuo secundario de la calcinación, mientras que el clinker
se presenta en la forma de pequeñas esferas hasta de 2 cm de diámetro y de un
color gris negruzco.

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Las materias primas, finamente molidas e íntimamente mezcladas,
se calientan hasta el principio de la fusión (1400-1450°C),
usualmente en grandes hornos giratorios que pueden llegar a medir
más de 200 m de longitud y 5,50 m de diámetro.
Al material parcialmente fundido que sale del horno se le denomina
“clinker” (pequeñas esferas de color gris negruzco, duras y de
diferentes tamaños). El clinker enfriado y molido a polvo muy fino,
es lo que constituye el cemento portland comercial. Durante la
molienda se agrega una pequeña cantidad de yeso (3 o 4%), para
regular la fragua del cemento.
¿Cómo se fabrica el cemento portland?

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La velocidad con que desarrolla el endurecimiento del cemento, debe
ser controlada dentro de ciertos límites para que este sea un producto
útil en la construcción. Si las reacciones fuesen demasiado rápidas, el
concreto endurecería rápidamente y no podría ser transportado y
colocado sin ocasionarle daño. Si las reacciones fuesen demasiado
lentas, la demora en adquirir resistencia seria objetable. Por lo tanto la
velocidad de reacción debe controlarse. Esto se logra dosificando
cuidadosamente la cantidad de yeso que se agrega al clinker durante
la molienda.
¿Qué función desempeña el yeso en el cemento?

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Procedimiento de fabricación del cemento

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El proceso moderno de fabricación es el sistema denominado “por
vía seca”, que es el mas económico, pues necesita menos energía y
es el de mayor empleo en nuestro medio. Sin embargo, hay que
tener en cuenta que cada fabricante tiene una disposición de equipo
particular en función a sus necesidades.
Se inicia con la explotación de las canteras de materia prima para
someterlas a un proceso de chancado primario, en que se reduce su
tamaño a piedras del orden de 5” y luego se procesa este material
en una chancadora secundaria que las reduce a un tamaño de
alrededor de ¾”, con lo que están en condiciones de ser sometidas a
molienda. Los materiales son molidos individualmente en un molino
de bolas hasta ser convertidos en un polvo fino impalpable, siendo
luego dosificado y mezclado íntimamente en las proporciones
convenientes para el tipo de cemento que se desea obtener.

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La mezcla es posteriormente introducida en un horno giratorio
consistente en un gran cilindro metálico recubierto de material
refractario con diámetros que oscilan entre 2 y 5 m, y longitudes
entre 18 a 150 m. El horno tiene una ligera inclinación con respecto a
la horizontal del orden del 4% y una velocidad de rotación entre 30 a
90 revoluciones por hora. Dependiendo del tamaño del horno se
puede producir diariamente de 30 a 700 Tn. La fuente de calor se
halla en el extremo opuesto al ingreso del material y puede obtenerse
mediante inyecciones de carbón pulverizado, petróleo o gas en
ignición, con temperaturas máximas entre 1250 y 1900°C.
Las temperaturas desarrolladas a lo largo del horno producen primero
la evaporación del agua libre, luego la liberación del CO2 y finalmente
en las zona de mayor temperatura se produce la fusión de alrededor
de un 20% a 30% de la carga y es cuando la cal, la sílice y la alúmina
se vuelven a combinar aglomerándose en módulos de varios tamaños
usualmente de ¼" a 1" de diámetro de color negro característico,
relucientes y duros al enfriarse, denominados “clinker de cemento
Portland”.

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En la etapa final del proceso, el clinker es enfriado y es molido en un
molino de bolas conjuntamente con yeso en pequeñas cantidades (3 a
6%) para controlar el endurecimiento violento. La molienda produce un
polvo muy fino que pasa completamente por un tamiz N° 200 (0,0737
mm, 20 aberturas por pulgada cuadrada). Finalmente, el cemento pasa a
ser almacenado a granel, siendo luego suministrado en esta forma o
pesado y embolsado para su distribución.
En el proceso húmedo la materia prima es molida y mezclada con agua
formando un lechada que es introducida al horno rotatorio siguiendo un
proceso similar al anterior pero con mayor consumo de energía para
poder eliminar el agua añadida. El proceso a usarse depende de las
características de las materias primas, economía y en muchos casos por
consideraciones de tipo ecológico ya que el proceso húmedo es menos
contaminante que el seco.

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Durante todos los procesos el fabricante ejecuta controles minuciosos
para asegurar tanto la calidad y proporciones de los ingredientes
como las temperaturas y propiedades del producto final, para lo que
existen una serie de pruebas físicas y químicas estandarizadas, así
como equipo de laboratorios desarrollado específicamente para estas
labores.
En la Tabla 1 se puede observar las fuentes de materias primas de las
cuales es posible obtener los componentes para fabricar cemento, en
el que se aprecia la gran variedad de posibilidades existentes en la
naturaleza para poder producir este material.

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Extracción de materias primas
Calizas y margas:
Aporte de CaO en la formación de
silicatos para la producción del
clínker de cemento
Arcillas y pizarras:
Aporte de óxidos que actúan de
fundentes facilitando la formación
de la fase líquida en el horno
Obtención y preparación de materias primas

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Preparación y adecuación de materias primas
Homogeneización de materias
primas :
alimentación del horno homogénea
Molienda (molinos verticales)
CRUDO DE CEMENTO

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Homogeneización
Corriente agua
Corriente aire
Bombeo
Hornos
(Tª>1500ºC)
clínker
Patios con maquinarias
especiales
(Menor T)
Hornos
(Tª<1500ºC)
clínker

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HORNO DE
COCCION
CLINKER
MOLIENDA
YESO
(aditivos)
CEMENTO
►ARCILLA
►CALIZA
►OTROS
PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CEMENTO (RESUMEN)

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Tabla 1
Fuente de materias primas en la fabricación de cemento portland.
Cal Sílice Alúmina
CaO SiO₂ AL₂O₃
Aragonita Arcilla Arcilla
Arcilla Arcilla calcárea (Marga) Arcilla calcárea (Marga)
Arcilla Calcárea (Marga) Arena Bauxita
Calcita Areniscas Cenizas Volátiles
Conchas marinas Basaltos Deshechos de mineral de aluminio
Deshechos alcalinos Cenizas Volátiles Escoria de cobre
Escorias Cenizas de cáscara de arroz Escorias
Mármol Cuarcita Estaurolita
Piedra caliza Escorias Granodioritas
Pizarras Piedras calizas Piedras caliza
Polvo residuos de clinker Roca calcárea Pizarra
Roca calcárea Silicato de calcio
Residuos de lavado de mineral de
aluminio
Tiza Roca calcárea
Fuentes de Materia primas en la fabricación de cemento

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Las principales materias primas empleadas para la fabricación del
cemento, son las siguientes:
MATERIALES CALCAREOS:
a. Calizas arcillosas (cement rocks):
Llamadas a veces “Rocas de cemento”. En algunas regiones de
España de les conoce por “piedras romanas”.
b. Calizas (limestones):
Este tipo de roca tiene un 90% de carbonato cálcico y pequeños
porcentajes de alúmina, óxido de fierro, carbonato de magnesio, azufre
y varios álcalis.
c. Margas (marls)
Son rocas blandas que han sido depositados generalmente en los
lechos de lagos extinguidos. Pueden se margas calizas, cuando
contiene carbonato cálcico magnésico.
MATERIAS PRIMAS

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d. Creta o Tiza (chalk):
Es una variedad de carbonato cálcico. Roca suave formada por
residuos de organismos microscópicos; contiene también pequeños
porcentajes de sílice, alúmina y magnesio.
e. Arcillas exfoliable estratificadas (lutitas)
Son rocas compuestas principalmente de alúmina, sílice y oxido de
fierro.
f. Arcilla desagregadas
Son las arcillas comunes existentes.
g. Pizarras (slates)
Son rocas provenientes de la compactación por metamorfismo de bajo
grado de las lutitas.
MATERIAS PRIMAS

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Luego del proceso de formación del clinker y molienda final, se obtienen
los siguientes compuestos, establecidos por primera vez por Le Chatelier
en 1852 y que son los que definen el comportamiento del cemento
hidratado y que detallaremos con su formula química, abreviatura y
nombre corriente.
a) Silicato Tricálcico (3 CaO.SiO2) -----> C3S -----> (Alita)
Define la resistencia inicial (en la primera semana) y tiene mucha
importancia en el calor de hidratación.
b) Silicato Dicálcico (2CaO.SiO2) -----> C2S -----> (Belita)
Define la resistencia a largo plazo y tiene incidencia menor en el calor
de hidratación.
c) Aluminio Tricálcico (3CaO.Al2O3) -----> C3A
Aisladamente no tiene trascendencia en la resistencia, pero con los
silicatos condiciona el fraguado violento actuando como catalizador,
por lo que es necesario añadir yeso en el proceso (3% - 6%) para
controlarlo.
Los sulfatos son responsables de la resistencia del cemento, ya que al
reaccionar con éstos, produce sulfoaluminatos con propiedades
expansivas, por lo que hay que limitar su contenido.
COMPOSICION DEL CEMENTO PORTLAND

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COMPOSICIÓN DEL CEMENTO PORTLAND
Hierro Yeso Óxido de Magnesio
Fe2O3 CaSO4.2H20 MgO
Arcilla Anhidrita Escorias
Ceniza de altos hornos Sulfato de calcio Piedra caliza
Escoria de pirita Yeso natural Roca Calcárea
Laminaciones de hierro
Mineral de hierro
Pizarras
Residuos de lavado de
mineral de hierro

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d) Aluminio-Ferrito Tetracálcico (4CaO.Al2O3 -----> C4AF ---- (Celita)
Tiene trascendencia en la velocidad de hidratación y secundariamente en
el calor de hidratación.
e) Oxido de Magnesio (MgO):
Pese a ser un componente menor, tiene importancia pues para contenido
mayores del 5% trae problemas de expansión en la pasta hidratada y
endurecida.
f) Oxido de Potasio y Sodio (K2O,Na2O ---> Álcalis):
Tiene importancia para casos especiales de reacciones químicas con
ciertos agregados y los solubles en agua contribuyen a producir
eflorescencias con agregados calcáreos.
g) Oxido de Manganeso y Titanio (Mn2O3, TiO2)
COMPOSICION DEL CEMENTO PORTLAND

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Se denomina hidratación al conjunto de reacciones químicas entre el agua
y los componentes del cemento, que llevan consigo el cambio del estado
plástico al endurecido, con las propiedades inherentes a los nuevos
productos formados. Los componentes ya mencionados anteriormente al
reaccionar con el agua forman hidróxido e hidratos de Calcio complejos.
La velocidad con que se desarrolla la hidratación es directamente
proporcional a la finura del cemento e inversamente proporcional al tiempo
por lo que inicialmente es muy rápida y va disminuyendo paulatinamente
con el transcurso de los días, aunque nunca se llega a detener.
MECANISMO DE HIDRATACIÓN DEL CEMENTO

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a) Plásticos:
Unión del agua y el polvo de cemento formando una pasta
moldeable. Cuanto menor es la relación Agua/Cemento,
mayor es la concentración de partículas de cemento en la
pasta compactada y por ende la estructura de los productos
de hidratación es mucho mas resistente.
El primer elemento en reaccionar es el C3 y posteriormente
los silicatos y el C4AF, caracterizándose el proceso por la
dispersión de cada grano de cemento en millones de
partículas. La acción del yeso contrarresta la velocidad en
que las reacciones se atenúan y dura entre 40 y 120 minutos
dependiendo de la temperatura ambiente y del cemento en
partículas. En este estado se forma hidróxidos de calcio que
contribuyen a incrementar notablemente la alcalinidad de la
pasta que alcanza un ph del orden de 13.
ETAPAS DEL PROCESO DE HIDRATACIÓN

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b) Fraguado inicial:
Condición de la pasta de cemento en que se acelera las reacciones
químicas, empieza el endurecimiento y la perdida de la plasticidad
midiéndose en términos de la resistencia a deformarse, es la etapa
en que se evidencia el proceso exotérmico donde se genera el ya
mencionado calor de hidratación que es consecuencia de las
reacciones químicas descritas.
Se forma una estructura porosa llamada gel de Hidratos de Silicatos
de Calcio CHS o Torbemerita, con consistencia coloidal intermedia
entre sólido y líquido que va rigidizándose cada vez más en la
medida que se siguen hidratando los silicatos.
c) Fraguado final:
Se obtiene al término de la etapa de fraguado inicial,
caracterizándose por endurecimiento significativo y deformaciones
permanentes. La estructura del gel esta constituida por el
ensamblaje definitivo de sus partículas endurecidas.

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d) Endurecimiento:
Se produce a partir del fraguado final y es el estado en que se
mantiene e incrementa con el tiempo las características resistentes.
La reacción predominante es la hidratación permanente de los
silicatos de calcio y en teoría continua de manera indefinida.

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Los tipos de cemento portland que podemos calificar de standard
ya que su fabricación esta normada por requisitos específicos.
Tipo I: De uso general, donde no se requiere propiedades
especiales.
Tipo II: De moderada resistencia a los sulfatos y moderado calor
de hidratación. Para emplearse en estructuras con ambientes
agresivos y/o en vaciados masivos.
Tipo III: Desarrollo rápido de resistencia con elevado calor de
hidratación. Para uso en clima frio o en los casos en que se
necesitan adelantar la puesta en servicios de las estructuras.
Tipo IV: De bajo calor de hidratación. Para concreto masivo.
Tipo V: Alta resistencia a los sulfatos. Para ambientes muy
agresivos.
TIPOS DE CEMENTO Y SUS APLICACIONES PRINCIPALES

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Cuando a los tres primeros tipos de cemento se les adiciona el sufijo A (p.e.
Tipo lA) significa que son cementos a los que se les ha añadido
incorporadores de aire en su composición, manteniendo las propiedades
originales.
Es interesante destacar los cementos denominados “mezclado o
adicionados” dado que alguno de ellos se usan en nuestro medio.
Tipo IS: Cemento al que se ha añadido entre un 25% a 70% de escoria de
altos hornos referido al peso total.
Tipo ISM: Cemento al que se ha añadido menos de 25% de escoria de
altos hornos referidos al peso total.
Tipo IP: Cemento al que se le ha añadido puzolana en un porcentaje que
oscila entre 15% y 40% del peso total.
Tipo IPM: Cemento al que se le ha añadido puzolana en un porcentaje
hasta 15% y 40% del peso total.

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Todos estos cementos tienen variantes en que se les añade aire
incorporado (sufijo A), se induce resistencia moderada a los sulfatos
(sufijo M), o se modera el calor de hidratación (sufijo H).
Las puzolanas son materiales silíceos y/o aluminosos, que
individualmente tienen propiedades aglomerantes casi nulas, pero que
finamente molidas y al reaccionar químicamente con Hidróxido de Calcio
y agua adquieren propiedades cementantes. Las puzolanas se obtienen
por lo general de arcillas calcinadas, tierras diatomáceas, tufos y cenizas
volcánicas y de residuos industriales como cenizas volátiles, ladrillos
pulverizados, etc.

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Para fines de diseño de mezclas hay que tener en cuenta que los
cementos standard tienen un peso específico del orden de 3150 kg/ y
los cementos puzolánicos son más livianos con pesos específicos
entre 2850 y 3000 kg/.
En las Tablas 2 y 3 se pueden apreciar los requisitos físicos y
químicos de fabricación establecidos por las normas ASTM C-150
para los cementos standard nombrados.

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Tabla 2 requisitos físicos standard ASTM C-150 para cemento
Descripción Tipo I Tipo IA Tipo II Tipo IIA
Contenido de aire en % (máximo-mínimo) (12 N/A) (22.16) (12, NA) (22,16)
Fineza con turbidímetro en /Kg (mínimo) 160 160 160 160
Fineza por permeabilidad de aire /Kg (mín) 280 280 280 280
Expansión en autoclave 0.80 0.80 0.80 0.80
Resistencia a la compresión en Mpa
A 3 días 12.40 10.00 10.30 8.30
A 7 días 19.30 15.50 17.20 13.80
Fraguado inicial Gillmore mínimo en minutos 60 60 60 60
Fraguado final Gillmore máximo en minutos 600 600 600 600
Fraguado inicial Vicat mínimo en minutos 45 45 45 45
Fraguado final Vicat máximo en minutos 375 375 375 375
Requisitos físicos opcionales
Fraguado falso (penetración final) % mínimo 50 50 50 50
Calor de hidratación máximo a 7 días en cal/gr 70 70
Calor de hidratación máximo a 28 días en cal/gr 58 58
Resist. en comprensión mínima a 28 días (Mpa) 27.60 27.60 27.60 27.60

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Descripción Tipo I Tipo IA Tipo II Tipo IIA
Contenido de aire en % (máximo, mínimo) (12, N/A) (22,16) (12, N/A) (12.N/A)
Fineza con turbidímetro en /Kg (mínimo) 160 160
Fineza por permeabilidad de aire /Kg (mín) 280 280 280 280
Expansión en autoclave 0.80 0.80 0.80 0.80
Resistencia a la compresión en Mpa
A 1 día 12.40 10.00
A 3 días 24.10 19.30 8.30
A 7 días 0.60 15.20
A 28 días 20.70
Fraguado inicial Gillmore mínimo en minutos 60 60 60 60
Fraguado final Gillmore máximo en minutos 600 600 600 600
Fraguado inicial Vicat mínimo en minutos 45 45 45 45
Fraguado final 375 375 375 375
Requisitos físicos opcionales
Fraguado falso (penetración final) % mínimo 50 50 50 50
Calor de hidratación máximo a 7 días en cal/gr 60
Calor de hidratación máximo a 28 días en cal/gr 70
Expansión con sulfatos a 14 días, % máximo 0.04

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Tabla 3. Requisitos químicos standard ASTM C-150 para cementos
Descripción Tipo III Tipo IIIA Tipo IV Tipo V
% mínimo --- --- 20.00 20.00
% máximo --- --- 6.00 6.00
% máximo --- --- 6.00 6.00
% máximo 6.00 6.00 6.00 6.00
% máximo
Cuando C3A es menor o igual a 8% 3.00 3.00 3.00 3.00
Cuando C3A es mayor de 8% 3.5 3.5 3.5 3.5
Perdidas por ignición, % máximo 3.00 3.00 3.00 3.00
Residuos insolubles, % máximo 0.75 0.75 0.75 0.75
C3A, % máximo -- -- 8.00 8.00
Requisitos químicos opcionales
(C3S + C3A), % máximo -- -- 58.00 58.00
Álcalis, (NaO + 0.658 K2O), % máximo 0.60 0.60 0.60 0.60

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Descripción Tipo III Tipo IIIA Tipo IV Tipo V
% máximo --- --- 6.50 --
% máximo 6.00 6.00 6.00 6.00
% máximo
Cuando C3A es menor o igual a 8% 3.50 3.50 2.30 3.50
Cuando C3A es mayor a 8% 4.50 4.50 N.A N.A
Pérdidas por ignición, % máximo 3.00 3.00 2.5 3.00
Residuos insolubles, % máximo 0.75 0.75 0.75 0.75
C3S, % máximo -- -- 35.00 --
C2S, % máximo -- -- 40.00 --
C3A, % máximo 15.00 15.00 7.00 5.00
((C4AF+2(C3A)) o (C4Af+C2F), % máximo -- -- -- 25.00
Requisitos químicos opcionales
C3A, máximo para mediana resistencia a sulfatos 8.00 8.00 -- --
C3A, máximo para alta resistencia a sulfatos 5.00 5.00 -- --
Álcalis, (Na2O + 0.658 K2O), % máximo 0.60 0.60 0.60 0.60

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Complejo habitacional y comercial,
cemento Pórtland tipo I
TIPOS DE CEMENTO PORTLAND - APLICACIONES
Represa en Antamina,
cemento Pórtland tipo II
Punta Lagunas de San Juan,
cemento Pórtland puzolánico tipo I

36
Las empresas cementeras en el Perú, producen los siguientes
tipos de cementos:
CEMENTO ANDINO S.A.
Cemento Portland Tipo I
Cemento Portland Tipo II
Cemento Portland Tipo V
LA PRODUCCIÓN DE CEMENTO EN EL PERÚ

37
CEMENTO LIMA S.A.
Cemento Portland Tipo I; Marca “SOL”
Cemento Portland Tipo IP Marca “SUPER CEMENTO ATLAS”
CEMENTO NORTE PACASMAYO S.A.
Cemento Portland Tipo II
Cemento Portland Tipo V
Cemento Portland Puzolánico Tipo IP
Cemento Portland MS-ASPM C-1157

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CEMENTO SUR S.A.
Cemento Portland Tipo I – Marca “Rumi”
Cemento Portland Puzolánico Tipo IPM – Marca “Inti”
Cemento Portland Tipo II (a pedido)
Cemento Portland Tipo V (a pedido)
CEMENTO YURA S.A.
Cemento Portland Tipo IP
Cemento Portland Tipo IPM
Cemento de albañilería Marca “Estuco Flex”

39
En la actualidad se fabrican en el Perú los cementos Tipo I, Tipo II, Tipo V
y Tipo IPM.
En las tablas se pueden observar las características físicas y químicas de
los cementos de fabricación nacional suministradas por los fabricantes,
con excepción del Cemento Rumi, las cuales no han sido suministradas
por el productor.
LOS CEMENTOS PERUANOS Y SUS CARACTERÍSTICAS

40
Es interesante anotar que en general los cementos nacionales siguen los
comportamientos típicos a largo plazo que es factible esperar de
cementos similares fabricados en el extranjero; sin embargo, la
experiencia en el uso de ellos permite afirmar que las propiedades a
corto plazo no siempre mantienen parámetros constantes, por lo que
nunca debe confiarse a priori en ellas sin efectuar pruebas de control
para el caso de obras de cierta importancia. Por otro lado, los fabricantes
locales tienen mucha experiencia en la elaboración de cemento, pero
ninguno la tiene en la aplicación práctica de este material en la
producción de concreto dado que muy rara vez recopilan estos datos, o
hacen investigación en concreto, por lo que es muy poca la información
que puede aportar en ese sentido y además hay usualmente reticencia
para suministrar resultados de sus controles de calidad en forma
rutinaria.

41
Características químicas de los cementos peruanos
Elemento
Sol
Tipo I
Atlas Tipo
IP
Andino
Tipo I
Andino
Tipo II
Andino Tipo
V
CaO 63.2 53.65 64.18 63.83 64.6
SiO2 19.79 26.28 21.86 22.58 22.51
Al2O3 6.15 6.44 4.81 4.21 3.04
Fe203 2.82 4.84 3.23 3.11 4.28
K2O 0.96 1.07 0.65 0.54 0.56
Na2O 0.28 0.37 0.15 0.12 0.13
SO3 2.58 2.84 2.41 2.38 2.36
MgO 3.16 2.76 0.96 0.97 0.92
Cal libre 0.52 0.29 0.59 0.40 0.55
P. Ignición 0.8 1.63 1.24 1.46 1.08
R. Insolubles 0.62 10.21 0.42 0.59 0.57
C3S 54.18 51.33 48.73 58.64
C2S 15.87 23.95 27.98 20.30
C3A 11.53 7.28 5.89 0.81
C4AF 8.57 9.82 9.45 13.01

42
Elemento
Yura Tipo
I
Yura Tipo
IP
Yura Tipo
IPM
Pacasmayo
Tipo I
Pacasmayo
Tipo V
Rumi Tipo
I (*)
CaO 65.9 46.3 53.8 63.02 62.92 44.19
SiO2 22.66 43.51 33.34 19.5 20.5 24.67
Al2O3 4.15 3.36 4.8 6.20 4.07 1.56
Fe203 1.41 1.98 2.04 3.30 5.14 5.01
K2O 0.70 0.58 0.72
Na2O 0.26 0.22 1.69
SO3 1.66 1.42 2.04 2.50 1.83 1.09
MgO 1.24 1.30 1.37 2.13 2.10 1.06
Cal libre 1.20 1.10
P. Ignición 0.96 1.6 1.87 2.30 1.93 1.85
R. Insolubles 0.48 26.7 15.69 0.50 0.68 2.99
C3S 60 54.85 60.44 (9.21)
C2S 19.7 14.52 13.18 69.08
C3A 6.92 10.85 2.09 (4.34)
C4AF 7.33 10.03 15.63 15.25
Características químicas de los cementos peruanos
(*) Análisis particular al no haber suministrado información el fabricante

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Características físicas de los cementos peruanos
Elemento
Sol Tipo I
Atlas Tipo
IP
Andino
Tipo I
Andino
Tipo II
Andino
Tipo V
Peso específico (gr/ cm3) 3.11 3.02 3.11 3.18 3.11
Fineza malla 100 (%) 0.04 0.03 0.34 0.10 0.20
Fineza malla 200 (%) 4.14 0.38 5.66 4.71 2.58
Se especifica Blaine (cm2/gr) 3.477 4.472 3.300 3.400 3.400
Contenido del aire (%) 9.99 9.82 6.50 5.35 5.22
Expansión en autoclave (%) 0.18 0.15 0.02 0.01 0.01
Fraguado Inicial Vicat 1hr49 1hr59 2hr50 3hr15 2hr15
Fraguado Final Vicat 3hr29 3hr41 3hr45 4hr30 3hr45
fc a 3 días (kg/cm2) 254 235 204 160 184
fc a 7 días (kg/cm2) 301 289 289 205 243
fc a 28 días (kg/cm2) 357 349 392 320 362
Calor hidratación a 7 días (cal/gr) 70.6 60.5 64.93 63.89 59.02
Calor hidratación a 28 días (cal/gr) 84.3 78.4

44
Elemento
Yura Tipo
I
Yura Tipo
IP
Yura Tipo
IPM
Pacasmayo
Tipo I
Pacasmayo
Tipo V
Peso específico (gr/cm3) 3.11 2.86 2.95
Fineza malla 100 (%)
Fineza malla 200 (%)
Se especifica Blaine (cm2/gr) 3.597 4.086 3.348 3.400 3.300
Contenido de aire (%) 10.50 10.10
Expansión en autoclave (%) 0.2 0.11 0.26 0.22 0.14
Fraguado inicial Vicat 2 hr 2 hr 2 hr 10 2 hr 29 2 hr 40
Fraguado Finall Vicat 4 hr 4 hr 10 4 hr 10 5 hr 10 5 hr 20
fc a 3 dias (kg/cm2) 242 140 240 168 154
fc a 7 dias (kg/cm2) 335 222 299 210 196
fc a 28 dias (kg/cm2) 388 316 367 273 258
Características de los cementos peruanos

45
Lo ya mencionado en relación a los cementos nacionales nos hace
reflexionar en la necesidad de tratar en lo posible de hacer en obra un
seguimiento estadístico del tiempo y condiciones de almacenaje, así
como de la calidad del cemento que se emplea.
Una buena práctica la constituye el ejecutar análisis en un laboratorio
confiable cada 500 toneladas de cemento para el caso de obras grandes
y solicitar regularmente a los fabricantes certificados con resultados de
su control de calidad. En ningún caso la muestra que se obtenga debe
ser menor de 5kg.
En cuanto a las condiciones de almacenaje es recomendable limpiar con
frecuencia los silos metálicos de depósito sobre todo en climas de
humedad relativa alta, pues se produce hidratación parcial del cemento
adherido a las paredes y que con el uso del silo ocasiona que se
desprendan trozos endurecidos y se mezclen con el cemento fresco
causando problemas en la uniformidad de la producción del concreto.
CONDICIONES DE CONTROL Y ALMACENAJE EN OBRA Y SUS
CONSECUENCIAS

46
En el caso de cemento en bolsas, el concepto es similar en cuanto a
protegerlas de la humedad, bien sea aislándolas del suelo o
protegiéndolas en ambientes cerrados.
Una manera práctica de evaluar si ha habido hidratación parcial del
cemento almacenado, consiste en tamizar una muestra por la malla N°
100, según la Norma ASTM C-184, pesando el retenido, el cual referido
al peso total, nos da un orden de magnitud de una porción hidratada. El
porcentaje retenido sin haber hidratación oscila usualmente entre 0 y
0,5%.
Si recordamos los conceptos referidos al mecanismo de hidratación
podemos estimar que si usamos cemento parcialmente hidratado,
estaremos sustituyendo en la práctica una parte del agregado por
cemento endurecido con características de resistencia incierta y
definitivamente inferior a la de arena y piedra, que causara zonas de
estructura débil, cuya trascendencia será mayor cuanto mayor sea la
proporción de estas partículas.
CONSECUENCIAS

47
Se puede estimar que el empleo de cemento hidratado en un 30%
referido al peso total, con gránulos no mayores de ¼ ocasionarán
perjuicios más negativos en la resistencia y durabilidad.
Finalmente hay que aclarar que en cuando al almacenaje, el criterio
correcto para evaluar la calidad del cemento no es el tiempo que ha
estado almacenado, sino las condiciones de hidratación del cemento al
cabo de ese periodo, por lo que se aconseja tomar las previsiones para
evitar o retrasar la hidratación desde un inicio, en vez de dejar pasar el
tiempo sin ninguna precaución y entrar luego en las complicaciones de
evaluar si estará apto o no para usarse.
CONSECUENCIAS

48
Análisis químicos (ASTM C114-16 T): Este análisis consiste en un grupo de
procedimientos de prueba por el que se determina cuantitativamente los
óxidos, álcalis y residuos del cemento. La química de los cementos es un tema
complicado, por lo que es indispensable tener personal especializado para
ejecutar estos análisis.
Finura, superficie específica en centímetros cuadrados por gramo.
(Especificación ASTM C 115-58 o C 204-55): Los dos aparatos más comunes
para medir la finura del cemento Portland son el turbidímetro de Wagner y el
aparato de Polaine para determinar la permeabilidad al aire. El turbidímetro se
basa en la teoría de la sedimentación para obtener la distribución de las
partículas en tamaños con la que se calcula la superficie específica. Se
dispersa una muestra de cemento en kerosene, en una probeta de vidrio y se
mide la velocidad de sedimentación por los cambios en la intensidad de la luz
que pasa a través de la suspensión. En el método de permeabilidad al aire, se
determina la superficie específica haciendo pasar una cantidad definida de aire
por una muestra preparada. La cantidad de aire que pasa es una función del
tamaño y distribución de las partículas.
NORMAS DE CALIDAD DEL CEMENTO PORTLAND

49
Constancia de volumen (ASTM C266-58 T o C 191-58): Las agujas de
Gillmore y las de Vicat se utilizan para determinar la rapidez con la que
se endurece el cemento portland. Se prepara una muestra de pasta en
condiciones especificadas y se cura; manteniendo la humedad y
temperatura constantes. Se apoya la aguja de Gillmore o la de Vicat
sobre la pasta un tiempo determinado y la penetración indica la dureza o
fraguado. La composición química, la finura, el contenido de agua y la
temperatura, son factores importantes que influyen en la duración del
fraguado. Y como el fraguado es un punto muy importante, es necesario
que se controle cuidadosamente.
Resistencia a la compresión en Ib/pulg2 (ASTM C 109-58): La
muestra del cemento se mezcla con una arena silicosa y agua en las
proporciones pre escritas y se moldean en cubos de 2x2x2 pulgadas.
Estos cubos se curan y luego se prueban a la compresión para obtener
un indicador de las características que sirven para desarrollar la
resistencia del cemento.
NORMAS DE CALIDAD DEL CEMENTO PORTLAND

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