Conclrto Liviano

Cementos

Antiguamente cementos eran todas las substancias con propiedades cementantes o aglutinantes es decir, que se pega, que se une para formar parte de un espécimen.

En la actualidad se ha dado una designación para cada uno de los aglutinantes, que se obtienen de la calcinación de distintas materias primas.

En el año de 1796 Parker patentó su cemento romano; se designó con el nombre de cemento a los productos resultantes de la calcinación de una mezcla de caliza y arcilla. Si una caliza que se somete a la cocción está ligada naturalmente o mezclada artificialmente con mucha arcilla, de modo que, los productos de la descomposición de esta se combinaron con todo el oxido de calcio descomposición de CaCO3, la reacción química resultante sería similar a la sentada para las cales hidráulicas, pero son CaO en libertad. A este producto se le denomina cemento. Como no contiene CaO en libertad, no requiere apagado, constituyendo este uno de los signos característicos que sirve para distinguir una cal de un cemento.

El poder cementante de este producto es mayor que el de las cales hidráulicas; su fraguado es más rápido, lo mismo en el aire que en el agua. Su resistencia es mucho mayor, llegando a formar con los materiales inertes que enlazan monolitos que constituyen una piedra artificial capaz de soportar grandes fuerzas compresivas.

La teoría de su fraguado se explica, de una manera general, en la misma forma que el fraguado de las cales hidráulicas en lo que respecta a los silicatos y aluminatos; estos compuestos en el cemento son mas definidos, tanto por la ausencia de CaO como por la elevada temperatura de calcinación a que se somete la mezcla o materia prima, misma, que sufre un principio de fusión vitrificación ,daño un producto duro llamado clinker, que hay que pulverizar, mediante trituración, para obtener el material llamado cemento.

A partir del año 1756 en que el inglés J. Smeaton, encargado de reconstruir el faro de Eddistone, Inglaterra, observo que los aglomerantes empleados en su construcción provenían de calizas arcillosas.

J. Parker, en el año 1796, podía fabricarse aglomerantes hidráulicos naturales (los cementos romanos). Calcinados nódulos de caliza arcillosa.

Vicat a principios del siglo XIX contribuyo con sus investigaciones sobre las cales hidráulicas el fue el primero en medir el poder hidráulico del fraguado, por medio de la valorización del índice hidráulico de las cales.

A José Aspidin se atribuye la invención del cemento portland, en el año 1824 lo patento, dándole ese nombro por el parecido del color que adquiere después del fraguado con la piedra natural de la localidad inglesa de portland. Su fabricación consistía en obtener una cal, la cual mezclaba con arcilla y calcinada nuevamente a baja temperatura, pulverizando el producto resultante, y una vez pulverizado se debe elevar la temperatura hasta un principio de fusión.

Actualmente la industria del cemento ha evolucionado la técnica constructiva cuenta con diversos tipos de cementos, se hará la clasificación siguiente:

Tratándose del cemento portland.

Romano

Naturales

Portland

Normal

Endurecimiento rápido

Cementos portland fraguado rapido

Blanco

Artificiales impermeable

Aluminosos

Puzzolanicos

Especial escorias

Hierro

Grappiers

El ASTM de en sus especificaciones la siguiente definición de cemento portland artificial: es el producto obtenido por molienda fina de clinker producido por una calcinación hasta la temperatura de fusión incipiente de una mezcla intima, rigurosa y homogénea de materiales arcillosos y calcáreo, sin adición posterior a la calcinación, experto yeso calcinado o no calcinado en cantidad no mayor que el 3%.

En un cemento de buena calidad, sus constituyentes deben estar compendiados dentro de los siguientes límites:

LIMITES % PROMEDIO %

Cal(CaO) 62-65 63.5

Sílice(SiO2) 19-22 20.5

Alúmina(Al2O3) 4-7 5.5

Oxido de hierro(Fe2O3) 2-4 3

Magnesia (MgO) 1-4 2.5

Trióxido de sulfuro (SO3) 1.5-2 1.75

Álcalis (K2O+Na2O) 0.3-1 0.65

Agua y dióxido de carbono (H2O+CO2) 1-3 2

FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO

El cemento al mojarse forma una masa plástica que se consolada y endurece con un aspecto pétreo, debido a las reacciones químicas que se dan entre el cemento y el agua. Estas reacciones originan dos periodos: fraguado y endurecimiento; el primero termina en pocas horas y el segundo se considera indefinido, aunque, para la construcción se estima en 28 días ya que pasado este tiempo el incremento de la resistencia que adquiera a la masa pétrea es muy lenta.

El tiempo de fraguado se mide por el lapso entre el amasado y el momento en que la masa adquiere suficiente consistencia para resistir una presión, dentro de este tiempo hay que considerar dos etapas la de fraguado inicial, que se mide por el lapso entre el amaso y un periodo parcial de la plasticidad de la masa y la de fraguado final o tiempo requerido para que la masa resista una presión, ambas etapas se determina por la aguja de Vicat o las gujas de Gillmore.

FABRICACIÓN.

Dos son las materias principales que se requieren para la elaboración de un cemento portland:

Materiales calcáreos y materiales arcillosos los primeros suministran la cal y, los segundos sílice, alúmina y oxido de hierro. Para fabricar el cemento la industria recurre a la dosificación artificial de mezclar calizas en proporciones determinadas. De acuerdo con el sistema mezclado que se sigue, el proceso de elaboración del cemento se designa como: proceso de vía seco y proceso de vía húmeda.

El segundo proceso es el más reciente en utilizarse es adecuado cuando se trata de materias primas blandas porque permite mayor pureza , una mezcla mas intima homogénea a bajo costo, pero existe mayor consumo de combustible , aunque menos desperdicio de polvos.

El proceso de vía seca su usa cuando la materia prima es dura, las ventajas y desentejas son el contrario del proceso de vías húmedas.

Las materias primas son: la caliza debe tener de un 60 a 80% de CaCO3 y no más de 1.5% de magnesia, y las arcillas deben estar exentas de arena y no deben contener menos de 55% de sílice, preferentemente de 60 a 70%.

PROCESO POR VIA SECA

Trituración

La trituración y molienda , en cualquiera de los procesos a segur, son indispensables para logar calidad en el producto final. Las maquinas trituradoras más usadas se denominan de mandíbula y las de martillo. La trituración y molienda reducen el maño de los granos de caliza de 1.5 a 2.5 cm.

L próximo paso es el secado de la caliza y de la arcilla; los secadores son similares a los hornos rotatorios, generalmente de 12 a 20 m de largo y de 1.2 a 2 m de diámetro , se calienta con carbón o diesel.

Dosificación y molienda.

Se hace la dosificación por pasa y luego una molienda final, el molinos de bola, el grado de polvo que pasa por una criba 4900 mallas por cm2, con el objeto de hacer una mezcla intima.

Formulas dosificadoras.

Lea and Parker afirman que la cantidad máxima de CaO que puede llevar un cemento portland es:

CaO = 2.8siO2+ 1.18Al2O3+ 0.65 Fe2O3

Eckel, supone que la magnesia puede sustituir a la cal como el peso molecular de MgO= 40 y el de CaO=46, una parte de MgO equivale a 1.4 de CaO, por lo tanto:

CaO+1.4MgO= 2.8 siO2 +1.18 Al2O3 + 0.65 Fe2O3

Y denomino índice de cementación =Ic

Ic= 2.8 siO2 +1.18 Al2O3 + 0.65 Fe2O3

CaO+1.4MgO

De la obra “materiales aglomerantes” de Antonio López franco; hacer mezcla con la mayor cantidad posible de caliza y procurar que en la cocción no quede nada de CaO libre.

PROCESOS POR VÍA HÚMEDA

La caliza sufre igual tratamiento primario de trituración y molienda. La arcillas se someten a tratamiento de decantación y tamizado para separar las materias arenosas y extrañas que contengan.la arcilla se revierte en estos depósitos, en donde de amasa con agua la papilla de arcilla sale al exterior, a una altura conveniente de tal manera, los materiales pesados, quedan en el fondo y otras materias extrañas, en suspensión.

El siguiente paso es mezclar la papilla así obtenida con la

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