TIPOS DE CEMENTO PÓRTLAND

En el mundo existen una gran variedad de tipos de cementos

La norma ASTM especifica:

-8 tipos de cemento Pórtland, ASTM C150: I, IA, II, IIA, III, IIIA, IV, V.
-6 tipos de cemento hidráulico mezclado, ASTM C595: IS, IP, P, I(PM), I(SM), S.
Tipo IS.- Cemento Pórtland con escoria de alto horno
Tipo IP.- Cemento Pórtland con adicion Puzolanica.
Tipo P.- Cemento Pórtland con puzolana para usos cuando no se requiere alta resistencia inicial. Tipo I (PM).- Cemento Pórtland con Puzolana modificado.
Tipo I (SM).- Cemento portland con escoria, modificado.
Tipo S.- Cemento con escoria para la combinacion con cemento Portland en la fabricación de concreto y en combinacion con cal hidratada en la fabricación del mortero de albañilería.
-3 tipos de cemento para mampostería, ASTM C91: N, M, S.

TIPO I, cemento común, para usos generales, es el que más se emplea para fines estructurales cuando no se requieren de las propiedades especiales especificadas para los   otros cuatro tipos de cemento.
En las tablas 1.5 y 1.6 se dan diferentes características para los cementos Tipo I.

ESPECIFICACIONES
Norma Boliviana
 NB 011
Norma
 Española
 UNE 80-301
Tipo
  I
I
Categoría resistente
40
45
Composición


clinker %
95-100
95-99
componentes adicionales %
0 a 5
1 a 5
Requerimientos Químicos


Perdidas por calcinación,  % Máx.
5,0
5,0
Residuo insoluble,  % Máx.
3,0
5,0
Trióxido de azufre,  % Máx.
3,5
4,5
Oxido de magnesio,  % Máx.
6,0
-
Requerimientos Físicos


Resistencia a la compresión,  Mpa


Mínima a los :3 días
17,0
-
                       7 días
25,0
30,0
                      28 días
40,0
45,0
Fraguado Vicat


      Mínimo inicial, Minutos
45
60
      Máximo final, Horas
10
12
Superficie especifica mínima, cm2/g
2600
-
Expansión


Autoclave, % máximo
0,8
-
Le Chatelier, mm máx.
10
10

TABLA 1.6       ESPECIFICACIONES QUÍMICAS PARA LOS CEMENTOS TIPO I
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS
(NB 061)
TIPO DE CEMENTO
I
IP
IF
P
Perdida por calcinación (% máx.)
5
7
7
8
Residuo insoluble (% máx.)
3
-
5
-
Trióxido de azufre (S03) (% máx.)
3,5
4
4
4
Oxido de magnesio (MgO) (% máx.)
6
6
6
6
Puzolanicidad 8 o 15 días
-
-
-
> 0
 
TIPO II, cemento modificado para usos generales y se emplea cuando se prevé una exposición moderada  al  ataque  por  sulfatos  o  cuando  se  requiere  un  moderado  calor  de  hidratación.  Estas características  se  logran  al  imponer  limitaciones  en  el  contenido  de  C3A  y  C3S  del  cemento.  El cemento tipo II adquiere resistencia con más lentitud que el tipo I; pero a final de cuentas, alcanza la misma resistencia. Este tipo de cemento se usa en el hormigón expuesto al agua de mar.

TIPO  III,  cemento  de  alta  resistencia  inicial,  recomendable  cuando  se  necesita  una  resistencia temprana en una situación particular de construcción. Este cemento se obtiene por un molido más fino y un porcentaje más elevado de C3A y C3S. El hormigón tiene una resistencia a la compresión a los 3 días aproximadamente igual a la resistencia a la compresión a los 7 días para los tipos I y II y una resistencia a la compresión a los 7 días casi igual a la resistencia a la compresión a los 28 días para los tipos I y II. Sin embargo, la resistencia última es más o menos la misma o menor que la de los tipos I y II.

Dado que el cemento tipo III tiene un gran desprendimiento de calor, no se debe usar en hormigones masivos.  Con  un  15%  de  C3A  presenta  una  mala  resistencia  a  los  sulfatos.  El  contenido  de  C3A puede  limitarse  al  8%  para  obtener  una  resistencia  moderada  a  los  sulfatos  o  a  5%  cuando  se requiere alta resistencia.

TIPO IV. Cemento de bajo calor de hidratación. Los porcentajes de C2S y C4AF son relativamente altos; El bajo calor de hidratación en el cemento tipo IV se logra limitando los compuestos que más influyen  en  la  formación  de  calor  por  hidratación,  o  sea,  C3A  y  C3S.  Dado  que  estos  compuestos también aportan la resistencia inicial de la mezcla de cemento, al limitarlos se tiene una mezcla que gana resistencia con lentitud. Este cemento se usa para estructuras de hormigón masivo, con bajas relaciones superficie/volumen. Requiere mucho más tiempo de curado que los otros tipos.

TIPO  V.  Cemento  resistente  a  los  sulfatos.  La  resistencia  al  sulfato  se  logra  minimizando  el contenido de C3A (≤5%), pues este compuesto es el más susceptible al ataque por sulfatos.

Este  tipo  se  usa  en  las  estructuras  expuestas  a  los  sulfatos  alcalinos  del  suelo  o  del  agua,  a  los sulfatos de las aguas freáticas y para exposición al agua de mar.
Las resistencias relativas de los hormigones preparados con cada uno de los cinco tipos de cemento se comparan  en  la  tabla  1.9,  a  cuatro  edades  diferentes;  en  cada  edad,  se  han  normalizado  los valores de resistencia para comparación con el hormigón de cemento tipo I.

TABLA 1.7       CARACTERÍSTICAS DE LOS CEMENTOS PÓRTLAND*

Tipo*

Descripción
Características
Opcionales

I
Uso General
1, 5
II
Uso general; calor de hidratación moderado y resistencia moderada a los sulfatos

1, 4, 5
III
Alta resistencia inicial
1, 2, 3, 5
IV
Bajo calor de hidratación
5
V
Alta resistencia a los sulfatos
5, 6
Características Opcionales
1.     Aire incluido, IA, IIA, IIIA.
2.     Resistencia moderada a los sulfatos: C3Aximo, 8%.
3.     Alta resistencia a los sulfatos: C3A ximo, 5%.
4.     Calor de hidratación moderado: calor máximo de 290 kJ/kg (70cal/g) a los 7
días, o la suma de C3S y C3A, máximo 58%.
5.     Álcali bajo: máximo de 0.60%, expresado como Na2O equivalente.
6.     El limite de resistencia Alternativa de sulfatos esta basado en el ensayo de
expansión de barras de mortero.

(*) Para cementos especificados en la ASTM C 150.




TABLA 1.8       COMPOSICIÓN  TÍPICA  DE  LOS  COMPUESTOS  DE  LOS
CEMENTOS PÓRTLAND

Tipo de cemento

Compuesto %
Perdida por
Calcinación
%

CaO Libre %
C3S
C2S
C3A
C4AF
MgO
SO3
I
55
19
10
7
2.8
2.9
1
1

II

51

24

6

11

2.9

2.5

0.8

1

III

57

19

10

7

3

3.1

1

1.6

IV

28

49

4

12

1.8

1.9

0.9

0.8
V
38
43
4
9
1.9
1.8
0.9
0.8


TABLA 1.9       RESISTENCIAS DE LOS CEMENTOS TIPO I, II, III, IV Y V
En el mundo existen una gran variedad de tipos de cementos
-8 tipos de cemento Pórtland, ASTM C150: I, IA, II, IIA, III, IIIA, IV, V.
La norma ASTM especifica:
-6 tipos de cemento hidráulico mezclado, ASTM C595: IS, IP, P, I(PM), I(SM), S.
Tipo IS.- Cemento Pórtland con escoria de alto horno
28 días
3 meses
Tipo IP.- Cemento Pórtland con adicion Puzolanica.
Tipo P.- Cemento Pórtland con puzolana para usos cuando no se requiere alta resistencia inicial. Tipo I (PM).- Cemento Pórtland con Puzolana modificado.
Tipo I (SM).- Cemento portland con escoria, modificado.
100
100
Tipo S.- Cemento con escoria para la combinacion con cemento Portland en la fabricación de concreto y en combinacion con cal hidratada en la fabricación del mortero de albañilería.
-3 tipos de cemento para mampostería, ASTM C91: N, M, S.

96
100
En el mundo existen una gran variedad de tipos de cementos
La norma ASTM especifica:

110
100
-8 tipos de cemento Pórtland, ASTM C150: I, IA, II, IIA, III, IIIA, IV, V.
-6 tipos de cemento hidráulico mezclado, ASTM C595: IS, IP, P, I(PM), I(SM), S.
Tipo IS.- Cemento Pórtland con escoria de alto horno
62
100
Tipo IP.- Cemento Pórtland con adicion Puzolanica.
Tipo P.- Cemento Pórtland con puzolana para usos cuando no se requiere alta resistencia inicial. Tipo I (PM).- Cemento Pórtland con Puzolana modificado.
Tipo I (SM).- Cemento portland con escoria, modificado.
85
100
 
CON INCLUSIÓN DE AIRE, ASTM C150: TIPO IA, IIA Y IIIA,.. Estos tipos tienen una composición semejante a las de los tipos I, II y III, excepto que durante la fabricación, se muele junto con estos últimos un agente inclusor de aire. Este constituye un mal método para obtener aire incluido, ya que
no  se  puede  hacer  variar  la  dosis  del  agente  para  compensar  otros  factores  que  influyan  en  el contenido de aire en el hormigón.
Estos cementos se usan para la producción de hormigón expuesto a heladas severas.

CEMENTOS MEZCLADOS ASTM C595: TIPO IS, IP, P, I(PM), I(SM), S. Estos cementos consisten en mezclas, que se muelen juntas, de clinker y ceniza muy fina, puzolana natural o calcinada, o bien, escoria,  dentro  de  los  límites  en  porcentaje  especificados  de  los  componentes.  También  pueden consistir en mezclas de cal de escoria y cal de puzolana. En general, pero no necesariamente, estos cementos dan lugar a una resistencia mayor a la reacción álcali-agregado, al ataque por sulfato y al ataque  del  agua  de mar,  pero  requieren  un  curado  de  mayor  duración  y  tienden  a  ser  menos resistentes a los daños por la sal para deshelar y descongelar. Dan lugar a una menor liberación de calor y es posible que ganen resistencia con mayor lentitud, en especial a bajas temperaturas.
Cementos Puzolánicos1.- Endurecen más lentamente, en especial en ambiente frío, y requieren
en general más agua de amasado que el Pórtland normal; pero a largo plazo llegan a superar las resistencias de este, confiere al hormigón una elevada densidad, disminuyendo su porosidad y haciéndolo   mas   compacto,   lo   que   aumenta   su   resistencia   química.  Todo   ello   lo   hace recomendable para gran numero de obras (canales, pavimentos. obras en aguas muy puras o ambientes medianamente agresivos, hormigonados bajo agua, obras marítimas, etc.).

Cemento  de  Alto  Horno.-  Se  obtiene  por  enfriamiento  brusco  en  agua  de  la  ganga  fundida procedente de procesos siderúrgicos. Dado su contenido en cal combinada, la escoria no es una simple puzolana, sino que tiene de por si propiedades hidráulicas, es decir, que es un verdadero cemento, fragua y endurece muy lentamente, por lo que debe ser acelerada por la presencia de algo que libere cal, como el clinker de Pórtland.

Estos cementos presentan poca retracción y un débil calor de hidratación, por lo que pueden ser utilizados sin riesgo en grandes macizos. A cambio y por la misma razón, son muy sensibles a las bajas temperaturas, que retardan apreciablemente su endurecimiento, por lo que no deben utilizarse por debajo de los + 5 ºC.

PARA  MAMPOSTERÍA,  ASTM  C91,  TIPO  N,  S  Y  M.  Son  cementos  de  baja  resistencia utilizados exclusivamente en albañilería. El tipo M tiene la resistencia más alta, alcanzando
20MPa. Una característica de este tipo de cemento es su mayor plasticidad. Este tipo se usa también  para revoque;  asimismo,  suele  contener  una  piedra  caliza  finamente  molida  junto con el clinker y un plastificante inclusor de aire. Una marca que se encuentra en el mercado es CALCEMIT.

CEMENTO BLANCO. Este tipo cumple con los requisitos del tipo I o del tipo III, o los de ambos. En él se utilizan materias primas de bajo hierro y bajo manganeso y un apagado especial para producir un color blanco puro.
API  especial  10  para  pozos  petroleros.  Este  tipo  consta  de  varias  clases  y  está  diseñado  para satisfacer las condiciones de presión y temperatura elevadas que se encuentran en la inyección de grout  en  los  pozos  petroleros.  Este  tipo  produce  una  pasta  aguada  de  baja viscosidad  y  fraguado lento, tan líquida como es posible para facilitar el bombeo a presión en los pozos profundos. Es de bajo  contenido  de  C3A,  de  molido  grueso  y  no  puede  contener  alguna  sustancia  para  ayudar  a  la pulverización.

TIPOS  EXPANSIVOS.  Estos  tipos  se  usan  para  inhibir  la  contracción  del  hormigón  y  minimizar  el agrietamiento. Tienen baja resistencia al sulfato.

CEMENTOS DE ALTA ALÚMINA. Este tipo contiene aluminatos de calcio, en lugar de silicatos de calcio.  Tiene  una  elevada  resistencia  temprana  (a  las  24hrs)  y  propiedades  refractarias. Puede experimentar  un  40%  de  regresión  en  la  resistencia  después  de  secar  durante  un periodo  de  6 meses, si el hormigón no se mantiene frío durante las primeras 24 h después de mezclar y vaciar.

2 comentarios:

manuel perez dijo...

Buen aporte

Fredy Pachauri dijo...

Buen resumen, Gracias por el aporte.

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