TIPOS DE CEMENTO Y SUS APLICACIONES PRINCIPALES
Los tipos de cemento portland que podemos calificar de standard ya que su fabricación está normada por requisitos específicos.
1. TIPOS DE CEMENTO Y SUS APLICACIONES PRINCIPALES 1.1.
Cementos portland
Tipo I: De uso general, donde no se requieren 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 frío o en los casos en que se necesitan adelantar la puesta en servicio de las estructuras.
Tipo IV: De bajo calor de hidratación. Para concreto masivo.
Tipo V:
Alta resistencia a los sulfatos. Para ambientes muy
agresivos.
1.2.
Cuando a los tres primeros tipos de cemento se les adiciona el sufijo A (por ejemplo Tipo 1A) significa que son cementos a los que se les ha añadido incorporadores de aire en su composición, manteniendo las propiedades originales.
1.3.
Tipo IA
Tipo IIA
Tipo IIIA
Cementos portland adicionados o mezclados Es un cemento adicionado hidráulico que consiste en cemento hidráulico y está formado por cemento portland con adiciones
minerales como puzolanas, escoria de alto horno o fillers. 1.3.1. Cemento portland puzolánicos Tecnología del Concreto
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Tipo IP: Cemento al que se le ha añadido puzolana en un porcentaje que oscila entre el 15% y 40% del peso total.
Tipo IPM: Cemento al que se le ha añadido puzolana en un porcentaje hasta el 15% del peso total.
1.3.2. Cemento portland de escoria
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.
1.3.3. Cemento portland compuesto tipo ICo Cemento Portland obtenido por pulverización conjunta de clinker Portland, materias calizas y/o inertes hasta un máximo de 30%. Todos estos cementos tienen variantes en que se les añade aire incorporado (sufijo A), se induce resistencia moderada a los sulfatos ( sufijos M), o se modera el calor de hidratación ( sufijo H).
2. TERMINOLOGÍA DE COMPRENSIÓN 2.1.
Adiciones minerales Las adiciones minerales (diferentes a los aditivos) son compuestos naturales o artificiales que se incorporan al cemento o directamente al concreto con el objeto de mejorar el comportamiento del cemento u concreto en estado fresco y/o endurecido.
2.2.
Puzolanas: Las puzolanas son materiales silíceos y/o aluminosos, que individualmente tienen propiedades aglomerantes casi nulas, pero que finamente molidas y al reaccionar químicamente con hidróxidos de Calcio y agua adquieren propiedades cementantes. Las puzolanas se obtienen por lo general de arcilla, calcinadas, tierras diatomáceas, tufos y cenizas volcánicas y de residuos industriales como cenizas volátiles, ladrillos pulverizados, etc.
2.3.
Escoria de altos hornos:
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Es un subproducto de la fabricación del hierro y posee una composición química parecida al clinker portland. Cuando se la granula, mediante el enfriamiento violento con ayuda de agua inyectada a presión o combinando aire más agua, sus minerales componentes permanecen en un estado vítreo (no cristalino) que le confiere una hidraulicidad latente. No hay que confundir con la escoria enfriada al aire que, al ser enfriada en forma lenta, presenta un ordenamiento de cristales propio del estado sólido por lo cual no tiene propiedades hidráulicas y suele utilizarse como agregado o balasto.
2.4.
Fillers Calcáreo Es un mineral compuesto básicamente por carbonato de calcio que, dada su facilidad de molienda, se adiciona al cemento o se muele en forma conjunta con el clinker portland en molino de cemento y ejerce efectos beneficiosos sobre los morteros o concretos en estado fresco. Adicionalmente, debido a su pequeño tamaño las partículas de filler calcáreo suelen mejorar la distribución granulométrica del cemento mejorando la resistencia temprana del hormigón.
3. LOS TIPOS DE CEMENTOS EN EL MERCADO Las empresas cementeras en el Perú, producen los siguientes tipos cementos:
3.1.
CEMENTO ANDINO S.A. Cemento Portland Tipo I Cemento Portland Tipo II Cemento Portland Tipo V Cemento Portland Puzolánico tipo I (PM)
3.2.
CEMENTO LIMA S.A. Cemento Portland Tipo I; Marca "SOL" Cemento Portland Tipo 1P Marca "SUPER CEMENTO ATLAS"
3.3.
CEMENTO NORTE PACASMAYO S. A. Cemento Portland Tipo I
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Cemento Portland Tipo II Cemento Portland Tipo V Cemento Portland Puzolánico Tipo IP Cemento Portland MS - ASTM C -1157 Cemento Portland Compuesto Tipo 1 Co
3.4.
CEMENTO SELVA S.A. Cemento Portland Tipo I Cemento Portland Tipo II Cemento Portland Tipo V Cemento Portland Puzolánico Tipo IP Cemento Portland Compuesto Tipo 1 Co
3.5.
CEMENTO SUR S.A. Cemento Portland Tipo I - Marca "Rumi" Cemento Portland Puzolámico Tipo IPM - Marca "Inti" Cemento Portland Tipo II (a pedido) Cemento Portland Tipo V (a pedido)
3.6.
CEMENTO YURA S.A. Cemento Portland Tipo I Cemento Portland Tipo IP Cemento Portland Tipo IPM Cemento de albañilería Marca "Estuco Flex"
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4. REQUISITOS OBLIGATORIOS A CUMPLIR 4.1.
Requisitos físicos obligatorios Requisitos físicos
Tipo I
II
V
Resistencia la Compresión mín. Kg/cm2 3 días 120 7 días 190 28 días 280*
100 170 280*
80 150 210
100 170 280*
130 200 250
130 200 250
Tiempo de fraguado, minutos Inicial, mínimo Final, máximo
45 375
45 375
45 375
45 420
45 420
45 420
Expansión en autoclave, % máximo
0.80
0.80
0.80
0.80
0.80
0.80
---
0.04* 0.10 0.10* 14 6mese 6mese días s s
Resistencia a los Sulfatos % máximo de expansión
Calor de Hidratación, máx. KJ/Kg 7 días 28 días
4.2.
-----
MS
IP
290*
---
---
290*
---
---
---
330*
ICo
---
-----
Requisitos químicos obligatorios
Requisitos Químicos
Tipo I
II
V
Óxido de Magnesio (MgO), máx., % 6.0
6.0
6.0
Trióxido de Azufre (S03), máx., %
3.5
3.0
2.3
Pérdida por Ignición, máx., %
3.0
3.0
3.0
0.75
0.75
0.75
8 0.6*
M S
IP
ICo
6.0
6.0
4.0
4.0
5.0
8.0
-
-
-
5
-
-
-
0.6*
-
-
Residuo Insoluble, máx., % Aluminato tricálcico (C3A), máx., % Álcalis equivalentes (Na20 + 0.658 K20 ), máx., %
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0.6*
-
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5. CARACTERÍSTICAS DE SU COMERCIALIZACIÓN
La mayor parte del cemento se comercializa en bolsas de 42.5 Kg. y el resto a granel, de acuerdo a los requerimientos del usuario.
Las bolsas por lo general, son fabricadas en papel krap extensible tipo Kiupac con variable contenido de hojas, que usualmente están entre dos y cuatro, de 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.
Las bolsas son ensayadas para verificar su porosidad al aire, absorción, impermeabilidad y resistencias mecánicas. También, las fábricas están preparadas para realizar la comercialización del cemento en bolsones con capacidad de 1.5 toneladas. Dichos bolsones se conocen como big bag.
Todas las fábricas disponen de facilidades para el despacho de cemento a granel. En ésta modalidad la cantidad mínima a vender es de 25 a 30 toneladas, según la capacidad del semirremolque .
6. NORMAS SOBRE ESPECIFICACIONES 6.1.
Cementos Portland: NTP 334.009:2005
6.2.
Cementos Portland Adicionados: NTP 334.090:2007
6.3.
Cementos Portland. Especificación de la Performance: NTP 334.082:2008
6.4. Cemento De Albañilería: NTP 334.069:1998
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PREPARACIÓN DE MEZCLAS
Una mezcla de concreto se diseña para producir concreto que pueda ser colocado fácilmente al menor costo.
El concreto debe ser trabajable y cohesivo cuando está fresco. Una vez fraguado endurece para dar un concreto resistente y durable.
El diseño de la mezcla debe considerar el medio ambiente en el que estará el concreto; es decir, exposición al agua de mar, a tránsito vehicular, peatonal y de montacargas, o climas extremosos de calor o frío.
Son tres los aspectos básicos e importantes que hay que considerar en este proceso.
1) Características de los ingredientes 1.1.
Cemento: Dado que este ingrediente tiene gran influencia en varias de las propiedades del
, es indispensable que esté en buenas
concreto
condiciones. Para lograrlo, sigue las siguientes recomendaciones:
No coloques el cemento directamente.
Protégelo de la lluvia
De preferencia colócalo en un almacén cerrado, en el cual no haya presencia de humedad.
1.2.
Usa el cemento por orden de llegada
Arena gruesa
Debe ser de cantera natural.
Debe estar libre de: restos de plantas, partículas escamosas, arcilla, salitre, otras sustancias dañinas.
1.3.
Deben tener perfil preferentemente angular.
Debe ser de partículas duras, compactas y resistentes.
Piedra chancada:
Debe ser grava natural o triturada.
Debe estar limpia, y ser dura y compacta.
Textura preferentemente rugosa.
Perfil preferentemente angular o semiangular.
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1.4.
Agua El Reglamento Nacional de Edificaciones nos recomienda que en la preparación y en el curado, usemos agua potable. Por supuesto, el agua no debe haber sido utilizada previamente en otras tareas. Cuando se usa agua no potable (acequia, río, etc.) o agua potable usada, éstas pueden contener impurezas (compuestos químicos) las cuales pueden afectar seriamente la calidad del concreto.
2) Dosificación Dosificación quiere decir, utilizar la cantidad apropiada de cada uno de los ingredientes que echaremos a la mezcladora para elaborar el cemento. Dichas cantidades deben proporcionarle al concreto las características especificadas y deseadas. Los criterios mínimos a tenerse en cuenta en la dosificación de los ingredientes del concreto son:
Consistencia requerida del concreto.
Resistencia a la compresión especificada en el plano.
La consistencia
Es la fluidez de la mezcla recién preparada, es decir, la capacidad que tiene para desplazarse dentro de los encofrados y así llegar hasta el último rincón de estos cuando se haga el vaciado.
Esto implica que la cantidad de agua que debe echarse en el batido debe ser tal que se obtenga un concreto con una fluidez apropiada, de lo contrario, se formarán las conocidas “cangrejeras” que son dañinas e indeseables.
En cuanto a la resistencia a la compresión (f c) ’
Su valor está indicado en los planos estructurales y es sumamente importante que el concreto que se prepare alcance dicho valor.
El factor que determina esta resistencia es la relación agua/cemento, es decir, la cantidad de agua aportada a la
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mezcla comparada con la cantidad de cemento incorporada en ella.
Mientras menor sea la cantidad de agua, mayor será la resistencia del concreto. Esta consideración es fundamental y debe tenerse siempre presente.
Se debe utilizar una cantidad equilibrada de agua (ni mucha ni poca) de tal manera que cuando se endurezca el concreto fresco alcance la resistencia (f ’c) indicada en los planos.
3) Mezcla Un concreto de calidad satisfactoria requiere que sus ingredientes estén adecuadamente mezclados, a fin de obtener una masa homogénea y de color uniforme. Por lo tanto, los equipos y procedimientos a usarse deberán ser capaces de lograr una mezcla con estas características.
3.1.
Objetivos del mezclado
Cubrir completamente cada partícula de los agregados con pasta de cemento.
3.2.
Distribución uniforme de los ingredientes en la mezcla fresca.
Lograr que la mezcla sea similar en cada “tanda”
Formas de mezclado Hay dos formas de realizar el mezclado:
Una es manual
Con equipo mecánico
De estos dos procedimientos, el más recomendable es trabajar con equipo mecánico (mezcladora), porque con él se logran los objetivos del mezclado descritos anteriormente.
3.3.
Recomendaciones en cuanto a la mezcladora:
Debe estar funcionando bien para evitar que se malogre a medio vaciado.
Debe instalarse adecuadamente, es decir, sobre un piso plano y horizontal, y además lo más cerca posible del encofrado.
Debe estar debidamente abastecida de combustible y de aceite.
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Debe garantizar una descarga de la mezcla sin que se separe la piedra chancada del resto de los ingredientes.
El tambor giratorio y la canaleta de entrada y de salida no deben tener restos de concreto endurecido ni perforaciones.
Debe ser operada a la capacidad y la velocidad recomendadas por el fabricante.
El depósito empleado en la medición de agua debe encontrarse adecuadamente marcado a fin de controlar la cantidad de ésta.
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ELABORAR PROBETAS DE CILINDRO Debido a que es un material durable, fácil de moldear, resistente a la compresión y económico, el concreto es uno de los materiales de construcción más usado en el mundo. Lamentablemente, hay ocasiones donde estas propiedades positivas no se reflejan en las obras debido a diversos factores, entre ellos está un inadecuado control de calidad durante el proceso constructivo. La resistencia a la compresión puede medirse de manera precisa, a fin de garantizar que el concreto colocado en la estructura de una edificación cumpla con las exigencias de los planos estructurales. De esta manera, se lleva a cabo el control de calidad del material. Para realizar el denominado ensayo de compresión o rotura de probetas, se requiere elaborar probetas cilíndricas de 15 x 30 cm. (a partir de una muestra de concreto obtenida en la misma obra); estas se almacenan durante 28 días y luego deben ser llevadas a un laboratorio de estructuras, por ejemplo de una universidad, para los respectivos ensayos. Precisamente, en esta edición te proporcionaremos la información necesaria para elaborar probetas de concreto y verificar su calidad. A continuación, lo explicamos en 4 partes:
A. Muestra de Concreto Una muestra es una porción de concreto recién preparado con el que se harán las probetas. Como se trata de comprobar su resistencia, su volumen no debe ser menor de 1 p3 (una bolsa de cemento). Cuando se trate de concreto preparado en mezcladora, las muestras serán obtenidas a la mitad del tiempo de descarga de la mezcladora. Es importante tener en cuenta que las muestras deben ser representativas del concreto colocado en el encofrado, no debemos seleccionarlas en base a otro criterio que pueda interferir con el propósito del muestreo. Además, debemos protegerlas del sol y del viento desde que se extraen hasta que se ponen en los moldes de las probetas. Esta acción debe durar máximo 15 minutos. Finalmente, se debe anotar el origen de la muestra según la ubicación donde se ha vaciado en la estructura (viga, columna, cimentación, etc.).
B. Equipo y Herramientas: 1. Los moldes utilizados para la elaboración de las probetas deben ser de acero, hierro forjado u otro material no absorbente y que no se mezcle con el cemento.
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Deben ser muy resistentes como para soportar las condiciones del trabajo de moldeado y tener la forma de un cilindro recto de 15 cm. de diámetro y 30 cm. de alto (Figura 1).
2. Para la compactación y moldeado se requiere de una barra de acero liso y circular, de 5/8” de diámetro y 60 cm. de longitud; uno de sus extremos debe ser
redondeado (Figura 2).
3. Para hechar el concreto dentro del molde es necesario un cucharón metálico. 4.
Debe usarse un martillo con cabeza de goma con un peso aproximado de 600 gramos, para golpear el molde suavemente y liberar las burbujas de aire. (Figura 3)
5. Un recipiente metálico grueso de tamaño apropiado o una carretilla limpia de superficie no absorbente y con capacidad suficiente para la toma, traslado y remezclado de la muestra completa.
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6. Para darle un buen acabado a la superficie del concreto en el molde, se usa una plancha.
C. Procedimiento 1.
Seleccionar un espacio apropiado en la obra para elaborar las probetas. Este espacio debe cumplir los siguientes requisitos:
2.
Debe tener una superficie horizontal, plana y rígida.
Debe estar libre de vibraciones.
De preferencia, debe tener un techo a fin de moldear
las probetas bajo sombra.
Antes de tomar la muestra e iniciar el moldeado,
Los dispositivos de cierre de los moldes (pernos), deben estar en perfectas condiciones.
Los moldes deben ser herméticos para evitar que se escape la mezcla.
La perfecta verticalidad (90º) del molde respecto de la placa de asiento (Figura 1).
La superficie interior de los moldes debe estar limpia.
Para desmoldar con facilidad, se puede aplicar una ligera capa de aceite mineral o petróleo a la superficie interior del molde.
3.
Se toma la muestra de concreto en el recipiente metálico destinado para ese fin (Ver punto 5, Equipos y Herramientas).
4.
El moldeado de la probeta se realiza en tres capas, cada una de ellas de 10 cm. de altura, según el siguiente detalle:
Primera Capa (Figura 4):
Colocar la mezcla en el molde y mezclarla con el cucharón para que esté bien distribuida y pareja.
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Compactar la primera capa en todo su espesor, mediante 25 inserciones (“chuzeadas”) con la varilla lisa, distribuidas de manera uniforme en la
mezcla. El extremo redondeado de la varilla va hacia abajo.
Una vez culminada la compactación de esta capa, golpear suavemente alrededor del molde unas 10 veces con el martillo para liberar las burbujas de aire que hayan podido quedar atrapadas en el interior de la mezcla.
Segunda Capa (Figura 5):
Colocar la mezcla en el molde y distribuir de manera uniforme con el cucharón.
Compactar con 25 “chuzeadas” con la varilla lisa. La varilla debe ingresar 1
pulgada en la primera capa.
Luego golpear suavemente alrededor del molde unas 10 veces con el martillo para liberar las burbujas de aire.
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Tercera Capa (Figura 6):
En esta última capa, agregar suficiente cantidad de mezcla para que el molde quede lleno.
Compactar esta tercera capa también mediante 25 “chuzeadas” con la varilla lisa, teniendo cuidado que estén uniformes y distribuidas en toda la masa recién colocada. No olvidar que en cada inserción la varilla debe ingresar 1 pulgada en la segunda capa.
Culminada la compactación, golpear suavemente alrededor del molde unas 10 veces con el martillo para liberar las burbujas de aire de la mezcla.
Nivelar el exceso de mezcla con la varilla lisa de compactación.
Dar un buen acabado con la plancha para obtener una superficie lisa y plana.
5.
Pega una etiqueta de papel en la parte externa del molde para identificar las probetas con la siguiente información (Figura 7):
Probeta Nº 1
Fecha de elaboración: 30/07/11
Ubicación de concreto vaciado: Columnas 2º piso
Obra: Construcción de vivienda unifamiliar (3 pisos)
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6.
Después de su elaboración, las probetas deben transportarse inmediatamente y con mucho cuidado al lugar de almacenamiento.
7.
Retirar el molde con mucho cuidado. Esto se hace 24 horas después de su elaboración.
8.
Posteriormente, toda la información escrita en la etiqueta de papel tendrá que escribirse sobre la probeta utilizando un plumón indeleble y cuidando de no malograr su superficie.
D. Curado: Después de haber sido desmoldadas, curar las probetas inmediatamente, colocándolas en recipientes con agua potable. El agua debe cubrir completamente todas las caras de las probetas.
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