TEMA : AGREGADOS CURSO: MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Ó Docente: Mag. Ing. JAIME WALTER BLAS CANO Huaraz–Perú Agosto, 201 1 Mag. Ing. Jaime Blas Cano CEMENTOS 1. Cemento: Definición historia 2. Propiedades químicas y físicas 3. Tipos de Cemento: Pórtland,, p puzolánico,, otros 4. Producción del cemento: Procesos obtención del clinker Procesos, 5. Normalización 6 Comercialización 6. C i li ió y almacenamiento: l i t Fábricas de cemento en el Perú, estadísticas 2 Mag. Ing. Jaime Blas Cano INTRODUCCION • Definición: Es una sustancia de polvo fino hecha de argamasa de yeso capaz de formar una pasta blanda al mezclarse con el agua g y que q se endurece espontáneamente en contacto con el aire • Historia: La utilización de cementos y aglomerantes, se remonta a: -Egipto, construcción de las pirámides -Griegos y romanos, utilización de los primeros concretos Ll m d p Llamado porr llos rromanos m n “Op “Opus C Cementitium” m ntiti m” -En 1724, se busca la cal hidráulica, adicionando arcilla a la mezcla con cal -En 1778, el Sr Aspdin realiza ensayos con rocas de la isla de Pórtland (Inglaterra), es el Padre del cemento Pórtland -En el Perú: la fabricación del cemento se remonta a 1916 al constituirse la CIA P Peruana d de cemento Pó Pórtland, l d h hoy”Cementos ”C Li Lima”” 3 Mag. Ing. Jaime Blas Cano PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS Los cementos pertenecen a la clase de materiales denominados aglomerantes l en construcción, como la l call aérea y ell yeso (no h hidráulico), d l el cemento endurece rápidamente y alcanza resistencias altas; esto gracias a reacciones complicadas de la combinación cal – sílice. Ej: Análisis químico del cemento: CaO 63 % (Cal) SiO2 20 % (Sílice) Al2O3 6% (Alúmina) Fe2O3 M O MgO 3% 15% 1.5 (Oxido de Fierro) (O id d (Oxido de M Magnesio) i ) K2O + Na2O Perdida por calcinación R id iinsoluble Residuo l bl 0.5 05% SO3 1% 2% (Álcalis) 2% (Anhídrido Sulfúrico) CaO Residuo 1% (Cal libre) Suma 4 100% Mag. Ing. Jaime Blas Cano PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS Características químicas: •Módulo fundente •Compuestos secundarios •Perdida por calcinación •Residuo insoluble Características físicas: •Superficie específica p de fraguado g •Tiempo •Falso fraguado •Estabilidad de volumen •Resistencia mecánica •Contenido de aire •Calor de hidratación 5 j p Norma C-150 ASTM Ejemplo: Finura Superficie especifica Blaine 3270 cm^2/gr Estabilidad de volumen Expansión de autoclave 0 2% 0.2% Tiempo de fraguado Prueba Vicat: Fraguado inicial 2h 48m Final 3h 55m Resistencia a la compresión 3 días: 170kg/cm 170kg/cm^22 7 días: 225kg/cm^2 28 días: 265Kg/cm^2 Contenido de Mag. Ing.aire Jaime Blas Cano 9.0% TIPOS DE CEMENTO • CEMENTO PORTLAND: PORTLAND Cemento C t hidráulico hid á li producido mediante la pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o mas de las formas de sulfato de calcio como una adición durante la molienda TIPOS DE CEMENTO PORTLAND: -Tipo I : normal es el cemento Pórtland destinado a obras de general, cuando en las mismas no se especifique p q la concreto en g utilización de otro tipo.(Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales) Lib Libera mas calor l d de hid hidratación i que otros tipos i d de cemento 6 Mag. Ing. Jaime Blas Cano TIPOS DE CEMENTO - Cemento Pórtland -Tipo II : de moderada resistencia a los sulfatos sulfatos, es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando d asíí sea especificado.(Puentes, ifi d (P tuberías b í d de concreto)) -Tipo III : Alta resistencia inicial, como cuando se necesita que la estructura de d concreto reciba ib carga llo antes posible ibl o cuando d es necesario i desencofrar a los pocos días del vaciado -Tipo Tipo IV : Se S rrequiere q i r b bajo j calor l rd de hidr hidratación t ión en nq que n no d deben b n producirse dilataciones durante el fraguado -Tipo Tipo V : Usado donde se req requiera iera una na elevada ele ada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias) 7 Mag. Ing. Jaime Blas Cano TIPOS DE CEMENTO TIPOS DE CEMENTO PORTLAND PUZOLÁNICO: -Pórtland Puzolánico tipo IP : Donde la adición de puzolana es del 15 –40 % del total. -Pórtland Puzolánico tipo I(PM) : Donde la adición de puzolana es menos del 15 % -Pórtland Puzolánico tipo P : Donde la adición de puzolana es mas del 40% CEMENTOS ESPECIALES -Cemento Pórtland Blanco -Cemento de Albañilería -Cementos Aluminosos -Cementos compuestos 8 Mag. Ing. Jaime Blas Cano TIPOS DE CEMENTOCEMENTO Aplicaciones Represa en Antamina, cemento Pórtland tipo II Complejo C mpl j h habitacional bit i n l y comercial, cemento Pórtland tipo I Punta Lagunas de San Juan, cemento Pórtland puzolánico tipo I (PM) 9 Mag. Ing. Jaime Blas Cano PRODUCCION MATERIAS PRIMAS PARA LA FABRiCACION DEL CEMENTO: -COMPONENTES CALCAREOS a) CALIZA b) LA CRETA c)) LA MARGA -COMPONENTES CORRECTORES Se añaden en los casos en que las materias primas disponibles no contienen la cantidad suficiente de uno de los químicamente necesarios en el crudo. Los principales materiales correctores son: Diatomeas, Bauxita, Cenizas volantes, Cenizas de pirita, mineral de hierro, polvo de tragante de alto l horno, h arena 10 Mag. Ing. Jaime Blas Cano PRODUCCION MATERIAS PRIMAS PARA LA FABRICACION DEL CEMENTO: --COMPONENTES ADICIONADOS -Oxido Oxido de manganeso -Álcalis Álcalis : -Azufre -Cloruros K2O, O Na2O -Floruros FASES MINERALES DEL CLINKER Al combinarse durante el proceso de sinterización en el horno los cuatro elementos: Calcio, Sílice, Aluminio y Hierro; se producen cuatro nuevos compuestos mineralógicos principales en el clinker, que son: 11 -El SILICATO TRICALCICO 3CaO.SiO2 (C3S) ALITA -El SILICATO BICALCICO 2CaO.SiO2 (C2S) BELITA -El ALUMINATO TRICALCICO 3CaO.Al2O3 (C3S) -El El FERRO – ALUMINATO TETRACALCICO 4CaO . Al2O3 . Fe2O3 (C Mag. Ing. Jaime Blas Cano 4AF) PRODUCCION – Proceso de Fabricación 1. EXTRACCION DE CANTERAS 2. CHANCADO 3. MOLINO DE CRUDO 4. HORNEADO 12 Mag. Ing. Jaime Blas Cano 5. MOLINO DE CEMENTO 6 ENSACADO 6. NORMALIZACION -Se Se lleva a cabo por el Comité técnico permanente de normalización de cemento y cales. Tiene a su cargo a ASOCEM. Inicialmente las normas fueron dados por el ASTM, luego en el Perú se dio con INANTIC que luego fue reemplazado por ITINTEC y después la NTP. El cemento en ell Perú P ú es uno de d los l productos d con mayor numero de d normas que datan del proceso de normalización en el Perú. Existen: -7 normas sobre especificaciones -11 norma de muestreo -5 normas sobre ediciones -30 30 normas sobre b métodos é d de d ensayos 13 Mag. Ing. Jaime Blas Cano NORMALIZACION Las normas p para el cemento son: ITINTEC 334.001: Definiciones y nomenclatura para determinar la finura ITINTEC 334.002: Método p ITINTEC 334.004: Ensayo de autoclave para la estabilidad de volumen ITINTEC 334.006: 334 006 Método Mé d de d determinación d i ió de d la l consistencia i i normal y fraguado ITINTEC 334.007: Extracción de muestra ITINTEC 334.008: Clasificación y nomenclatura ITINTEC 334.016: Análisis químico, disposiciones generales ITINTEC 334.017: Análisis químico, método usual para determinar el diosado de silicio, oxido férrico oxido de calcio, aluminio y magnesio. ITINTEC 334.018: Análisis químico, anhidrido carbónico 14 Mag. Ing. Jaime Blas Cano NORMALIZACION ITINTEC 334.020: Análisis químico, perdida por calcinación ITINTEC 334.021: Análisis químico, residuo insoluble ITINTEC 334 334.041: 041: Análisis químico químico, método de determinación de óxidos de sodio y potasio ITINTEC 334.042: Método para ensayos de resistencia a flexión y compresión del mortero plástico ITINTEC 334.046: Método de ensayo para determinar la finura por tamizado húmedo con tamiz Nº 325 ITINTEC 334.047: Método de determinación del calor de hidratación ITINTEC 334.048: Métodos de determinación del contenido de aire del mortero plástico 15 Mag. Ing. Jaime Blas Cano COMERCIALIZACION La mayor y parte p del cemento se comercializa en bolsas de 42.5 K. y el resto a granel, de acuerdo a los requerimientos del usuario. Las bolsas por lo general, son fabricadas en papel krap extensible tipo Klupac j qque usualmente están entre dos y cuatro, de con variable contenido de hojas, acuerdo a los requerimientos de transporte o manipuleo. En algunos casos cuando las condiciones del entorno lo aconseja, van provistas de un refuerzo interior de polipropileno. También la comercialización del cemento en bolsones con capacidad de 1.5 toneladas. Dichos bolsones se conocen como big bag. 16 Mag. Ing. Jaime Blas Cano ALMACENAMIENTO La buena disposición p qque se adopte p p para el almacenamiento de los insumos del concreto, contribuye a la buena marcha de la obra, y permite la producción eficiente de un concreto de calidad. El diseño general de las instalaciones de almacenamiento, se efectúa en la etapa previa de la construcción, teniendo en cuenta: •Ubicación y características del área donde se asienta la construcción. Espacios disponibles. •Espacios •Consumo promedio de concreto de acuerdo al cronograma de la obra p en el cual se realiza la mayor y •Consumo máximo y duración del periodo producción de concreto. • Forma y medios de aprovisionamiento de los materiales. • Stock mínimo que es conveniente mantener. • Ubicación de las mezcladoras o central de mezcla. • Alternativas y costos para las diferentes instalaciones de almacenamiento. 17 Mag. Ing. Jaime Blas Cano FABRICAS DE CEMENTO 1. CEMENTOS LIMA: Fábrica: Atocongo – Lima Combustible: Carbón Proceso: seco Capacidad instalada de clinker(TM): 1 100 000, 000 2 580 000 Tipos: Pórtland tipo I Marca Sol Pórtland puzolanico tipo IP Marca súper cemento atlas 2. CEMENTOS PACASMAYO: 18 Fábrica: Planta Pacasmayo y – La Libertad Proceso: seco Combustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM): 150 000, 690 000 Tipos: Pórtland tipo I Pórtland puzolanico tipo IP Pórtland tipo II Pórtland tipo V Pórtland MS-ASTM C-1157 Mag. Ing. Jaime Blas Cano FABRICAS DE CEMENTO 3. CEMENTO ANDINO: Fábrica: Condorcocha – Tarma Proceso: seco Combustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM): 460 000, 000 600 000 Tipos: Pórtland tipo I Pórtland tipo II Pó tl d tipo Pórtland ti V 4. CEMENTOS YURA: Fábrica: Fáb i Yura Y - Arequipa A i Proceso: P seco Combustible: Petróleo Capacidad instalada de clinker(TM): 260 000, 410 000 Ti Tipos: Pó l d tipo Pórtland i I Pórtland puzolanico tipo IP Pórtland puzolanico tipo IPM Cemento de albañilería, marca estuco Flex 19 Mag. Ing. Jaime Blas Cano FABRICAS DE CEMENTO 5. CEMENTO SUR: Fábrica: Coracoto – Juliaca Combustible: Carbón Proceso: húmedo Capacidad instalada de clinker(TM): 92 000, 000 63 000 Tipos: Pórtland tipo I, marca RUMI Pórtland puzolanico tipo IP, marca INTI Pó tl d tipo Pórtland ti II Pórtland tipo V 20 Mag. Ing. Jaime Blas Cano Mag. Ing. Jaime Blas Cano ESTADISTICAS INFORMACION AL MES DE MARZO 2002 PERIODO MARZO 2002 ENE-FEB 2002 MARZO 2002 ENEFEB 2002 MARZO 2002 ENEFEB 2002 MARZO 2002 ENEFEB 2002 C. LIMA C. N. C. C. C. PAC ANDINO YURA SUR PRODUCCION DE CEMENTO (TM) 221,43 63,682 59,117 41,156 11,977 2 255,04 118,280 121,349 96,106 25,722 1 VENTA DE CEMENTO NACIONAL (TM) 116,41 55,815 57,041 37,071 10,502 4 241,59 122,763 122,414 90,394 25,327 2 VENTA DE CEMENTO EXPORTACION (TM) C. SELV A 10,733 19,040 9,428 19,854 TOT AL 408,0 97 635,5 38 286,2 71 622,3 44 100,75 8 0 0 0 0 0 100,7 58 0 0 0 0 0 0 0 VENTAS TOTALES DE CEMENTO (TM) 217,17 2 241,59 2 55 815 55,815 57 041 57,041 37 071 37,071 10 502 10,502 9 428 9,428 122,763 122,414 90,394 25,327 19,854 387,0 29 622,3 44 DESPACHOS DE CEMENTO (TM) MARZO 2002 ENEFEB 2002 120,70 120 70 4 243,60 0 57,707 57,042 38.296 10,914 9,531 123,670 122,465 90,543 25,341 19,926 294,11 294 94 625,5 45 21