El Cemento Portland 1y3a35

EL CEMENTO PORTLAND 1. INTRODUCCION. Es un aglomerante hidrófilo, resultante de la calcinación de rocas calizas, areniscas y arcillas, de manera de obtener un polvo muy fino que en presencia de agua endurece adquiriendo propiedades resistentes y adherentes. Como ya se mencionó en el Capítulo 1, el nombre proviene de la similitud en apariencia y el efecto publicitario que pretendió darle en el año 1824 Joseph Apsdin un constructor inglés, al patentar un proceso de calcinación de caliza arcillosa que producía un cemento que al hidratarse adquiría según él, la misma resistencia que la piedra de la isla de Portland cerca del puerto de Dorset. Es en 1845 cuando se desarrolla el procedimiento industrial del cemento Portland moderno que con algunas variantes persiste hasta nuestros días y que consiste en moler rocas calcáreas con rocas arcillosas en cierta composición y someter este polvo a temperaturas sobre los 1300 °C produciéndose lo que se denomina el clinker, constituido por bolas endurecidas de diferentes diámetros, que finalmente se muelen añadiéndoseles yeso para tener como producto definitivo un polvo sumamente fino. 2. FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND El punto de partida del proceso de fabricación lo constituye la selección y explotación de las materias primas para su procesamiento consiguiente. Los componentes químicos principales de las materias primas para la fabricación del cemento y las proporciones generales en que intervienen son:

se puede apreciar un esquema general del proceso moderno de fabricación en el sistema denominado "por vía seca", que es el más 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 de 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 3/4", 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 dosificados y mezclados íntimamente en las proporciones convenientes para el tipo de cemento que se desee obtener. 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 pueden producir diariamente de 30 a 700 Toneladas. La fuente de calor se halla en el extremo opuesto al ingreso del material y pueden obtenerse mediante inyección de carbón pulverizado, petróleo o gas en ignición, con temperaturas máximas entre 1,250 y 1,900 °C. Las temperaturas desarrolladas a lo largo del horno producen primero la evaporación del agua libre, luego la liberación del CO2 y finalmente en la 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 nódulos de varios tamaños usualmente de 1/4" a 1" de diámetro de color negro característico, relucientes y duros al enfriarse, denominados "Clinker de cemento Portland". 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 contiene hasta 1.1 X 10 12 partículas por Kg. y que pasa completamente por un tamiz No 200 (0.0737 mm., 200 aberturas por pulgada cuadrada). Finalmente, el cemento pasa 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 una 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.

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 laboratorio desarrollado específicamente para estas labores. 3. COMPOSICIÓN QUÍMICA Y SUS PROPIEDADES: El análisis químico delos diversos cementos pone de manifiesto que su composición varía entre los limites más o menos estrechos del siguiente cuadro.

Componente químicos 𝑺𝒊𝑶𝟐 𝑨𝒍𝟐 𝑶𝟑 𝑭𝒆𝟐 𝑶𝟑 𝑴𝒏𝟐 𝑶𝟑 𝑻𝒊𝑶𝟐

Porcentaje

Componente químicos 16-26 % 𝐶𝑎𝑂 4-8 % 𝑀𝑔𝑂 2-5 % 𝐾2 𝑂+𝑁𝑎2 𝑂 0-3 % 𝑆𝑂3 0-0.5 % 𝑃2 𝑂5 Perdida al rojo 0.5-3%

Porcentaje 58-67 % 1-5 % 0-1 % 0.1-2.5 % 0-1.5 %

El Cemento, están compuesto principalmente por 4 óxidos fundamentalmente que son: 𝑆𝑖𝑂2, 𝐴𝑙2 𝑂3, 𝐹𝑒2 𝑂3 y 𝐶𝑎𝑂. Mientras que los otros compuestos químicos que se encuentran en el Clinker pueden considerarse como accidentales debido a su pequeño porcentaje como:𝑀𝑔𝑂,𝑀𝑛2 𝑂3, 𝑇𝑖𝑂2 , 𝐾2 𝑂+𝑁𝑎2 𝑂, 𝑆𝑂3 , 𝑃2 𝑂5 y entre otros compuestos químicos que se encuentran en menor cantidad. 3.1. Oxido de Calcio (𝑪𝒂𝑶):Proviene de la descomposición de los calcáreos que intervienen en la formación de la mezcla cruda 3.2. Bióxido de Silicio (𝑺𝒊𝑶𝟐 ): Provienen principalmente de los materiales arcillosos, lo mismo que el óxido de aluminio y de hierro. 3.3. Anhídrido Sulfúrico (𝑺𝑶𝟑 ): Tiene su origen principalmente en el yeso, agregado para regular el fraguado 3.4. Oxido de Magnesio (𝑴𝒈𝑶): Proviene en su mayoría de la descomposición de calcáreos dolomíticos (𝐶𝑂3 𝐶𝑎, 𝐶𝑂3 𝑀𝑔). 3.5. Oxido de Titanio (𝑻𝒊𝑶𝟐 ) y de manganeso (𝑴𝒏𝟐 𝑶𝟑 ):Se encuentran presentes en cantidades del orden de los centésimos o decimos por ciento. 3.6. Anhídrido Fosfórico (𝑷𝟐 𝑶𝟓 ): Cuando se emplea como combustible de carbón mineral o petróleo, tienen escasa importancia, pero pueden encontrarse hasta en cantidades de 1.5 %.

3.7. Óxidos Alcalinos (𝑲𝟐 𝑶+𝑵𝒂𝟐 𝑶): Se encuentran contenidos hasta el 2%, provienen de la mezcla cruda y del combustible empleado

4. COMPUESTOS PRINCIPALES DEL CEMENTO PORTLAND: De acuerdo a la composición química sabemos que los componentes principales químicos son el óxido de calcio (𝐶𝑎𝑂), el anhídrido silícico (𝑆𝑖𝑂2 ), el óxido férrico (𝐹𝑒2 𝑶𝟑 ) y los componentes secundarios son el óxido de Magnesio (𝑀𝑔𝑂), oxido de Titanio (𝑇𝑖𝑂2), oxido de manganeso (𝑀𝑛2 𝑂3 ), óxidos Alcalinos (𝐾2 𝑂+𝑁𝑎2 𝑂) y anhídrido Fosfórico (𝑃2 𝑂5 ). El proceso de clinkerización del cemento involucra la transformación de las materias primas a productos más complejos, por medio de reacciones en estado sólido. Es por ello que la química del cemento emplea un modelo que se basa en abreviaturas para poder formular óxidos más frecuentes, en ello se representan los óxidos por una sola letra, como indica la siguiente tabla:

C

(Tecnología de Concreto –Tomo I- Materiales, Propiedades y Diseño de mezclas3° edición- ASOCRETO – pág.37) Como el cemento es una mezcla de muchos compuestos, resulta impráctica su representación con una formula química. No obstante, hay cuatro compuestos que constituyen más del 90% del peso del cemento y son:

Compuesto Químico Silicato Tricálcico

Formula Química

Abreviación

3𝐶𝑎𝑂. 𝑆𝑖𝑂2

𝐶3 𝑆

Silicato Dicálcico

2𝐶𝑎𝑂. 𝑆𝑖𝑂2

𝐶2 𝑆

Aluminato Tricálcico

3𝐶𝑎𝑂. 𝐴𝑙2 𝑂3

𝐶3 𝐴

4𝐶𝑎𝑂. 𝐴𝑙2 𝑂3 . 𝐹𝑒2 𝑂3

𝐶4 𝐴𝐹

Alumino ferrita Tricálcica

Cada uno contribuye en el comportamiento del cemento, cuando pasa del estado plástico al endurecido después de una hidratación. 4.1. Silicato Tricálcico (𝑪𝟑 𝑺): Se le conoce también como Alita y define la resistencia inicial y tiene mucha importancia en el calor de hidratación. 4.2. Silicato Dicálcico (𝑪𝟐 𝑺):Se le conoce también como Belita y define la resistencia a largo plazo y tiene incidencia menor en el calor de la hidratación 4.3. Aluminato Tricálcico (𝑪𝟑 𝑨): Aisladamente no tiene trascendencia en la resistencia, pero con los silicatos el fraguado violento actuando como catalizador, por lo que es necesario añadir el yeso para controlarlo. Es responsable de la resistencia del cemento a los sulfatos. 4.4. Aluminio Ferrita Tricálcica (𝑪𝟒 𝑨𝑭): Es semejante al 𝐶3 𝐴, porque se hidrata con rapidez y solo desarrolla baja resistencia. Principalmente no participa a prácticamente en las resistencias mecánicas, su presencia se debe a la alta necesidad de utilizar fundentes que contienen hierro en la fabricación de Clinker, tiene calor de hidratación bajo y gran velocidad de fraguado. Estas composiciones, llamadas potenciales, no se presentan aisladas. Se pueden hablar de “fases” que las contienen en una gran proporción junto con algunas impurezas, por lo que no son verdaderos compuestos químicos, pero las proporciones calculadas revelan valiosa información, en cuanto a sus propiedades del cemento. La alita (𝐶3 𝑆) es fase principal de la mayoría de los Clinker portland y de ella dependen en buena parte las características de desarrollo de resistencia mecánica, puesto que reacciona rápidamente con el agua, endurece en corto tiempo y tiene alto calor de hidratación, de tal manera, que afecta el tiempo de fraguado y la resistencia inicial. Después la Belita (𝐶2 𝑆) es usualmente la segunda fase del Clinker, este reacciona lentamente con el agua, con un consecuente bajo calor de hidratación y una contribución al desarrollo de la resistencia a partir de siete días. La fase alita (𝐶3 𝑆) y Belita (𝐶2 𝑆), determinan el desarrollo de la resistencia, siendo el contenido de ambos aproximadamente el 75% del cemento

La fase aluminato ( 𝐶3 𝐴), reacciona de manera rápida con el agua, contribuye con calor alto de hidratación y a una alta resistencia inicial. Además, le confiere al concreto propiedades indeseables como cambios volumétricos, poca resistencia a la acción de sulfatos, por eso que actúa entre un 5 y 15%

Cuadro N°1: Resistencia de compresion de los elementos del cemento

Cuadro N° 2: Calor de hidratación de los elementos del cemento

(Tecnología de Concreto –Tomo I- Materiales, Propiedades y Diseño de mezclas3° edición- ASOCRETO – pág.38) En el siguiente cuadro se darán, las composiciones químicas en porcentaje de los cinco tipos de cemento portland: Cuadro N° 3: Valores típicos los compuestos en los diferentes tipos de cemento Portland

(Tecnología de Concreto –Tomo I- Materiales, Propiedades y Diseño de mezclas3° edición- ASOCRETO – pág.39)

5. COMPUESTOS SECUNDARIOS: 5.1. COMPUESTOS SECUNDARIOS: 5.1.1. OXIDO DE CAL LIBRE Es una componente accidental que puede deberse a una combinación imperfecta de la cal con otras materias por inadecuada cocción del Clinker, defectos de la dosificación, homogenización o cocción del crudo, diferencias del enfriamiento del Clinker u de otra forma. La cal se puede presentar de dos formas que son: 

Cal Libre Primaria Es la que se queda sin combinar debido a deficiencias de dosificación u homogenización, apareciendo en forma de granulas redondeados debido ya sea al contenido excesivo de carbonato cálcico, a un defecto de dosificación o a un defecto de clinkerizacion.



Cal libre Secundaria Es aquella que queda libre del silicato cálcico por descomposición del mismo, produciéndose durante el enfriamiento del Clinker. Posee el aspecto de inclusiones diseminadas

La cal posee ciertos inconvenientes como cuando al juntarse con el agua forman sales de calcio, las cuales producen expansiones, desmoronamientos y agrietamientos del concreto.

5.1.2. OXIDO DE MAGNESIO

Se presenta en el Clinker, disolviéndose hasta un 5%, cuando este se enfría rápidamente se vuelven vidrios, puesto que en Clinkeres enfriados lentamente se cristaliza. Cuando 𝑀𝑔𝑂 está por debajo de los 2.5% las expansiones que se producen son bajas. Los cementos preparados que no se enfrían rápidamente y con un contenido vitrificado tienen bajas expansiones, mientras que los cemento preparados a base de Clinker enfriados no contienen ningún material vitrificado Las ventajas que presenta el óxido de magnesio en el cemento es que cumple un papel importante en la formación del Clinker como fundante, El color verde griseado del cemento se debe a la presencia de magnesia, sino posee este elemento es de color café. Sus consecuencias son que, al o con el agua, aumenta el volumen y expansión de la magnesia produciendo la dilatación y agrietamiento del concreto y que el 𝑀𝑔𝑂 provoca el retraso con respecto al fraguado 5.1.3. OXIDOS DE SODIO Y POTASIO Son conocidos también como álcalis, son acompañantes inevitables de la materia del cemento, especialmente de la arcillosa Si sobrepasan los límites establecidos, pueden ser nocivos por su capacidad de reaccionar con determinados compuestos que dan origen a la destrucción del concreto.

5.1.4. OTROS COMPUESTOS En el ello encontraremos al oxido ferroso(𝐹𝑒𝑂), el bióxido de Titanio(𝑇𝑖𝑂2 ), el anhídrido Fosfórico (𝑃2 𝑂5 ), Azufre(𝑆), Oxido de estroncio y oxido de magnesio(𝑀𝑛𝑂). 5.2. PRODUCTOS SECUNDARIOS COMPLEMENTARIOS El grupo de componentes secundarios son: Perdida por calcinación Residuo Insoluble Anhídrido Sulfúrico 5.2.1. Perdida por calcinación

𝑷𝑪 𝑅𝐼 𝑆𝑂3

Se entiende a disminución, esta pérdida se debe a que, en el calentamiento, se libera vapor de agua y anhídrido carbónico, a una temperatura de 100 °C debido a la descolonización de 𝐶𝑂3 𝐶𝑎 que puede estar en el cemento, en otras palabras, mide la cantidad de 𝐶𝑂2 de los carbonatos presentes o absorbidos por la meteorización. Esto se debe principalmente a la absorción de agua por parte del cemento al momento de la fabricación del Clinker o durante el proceso de almacenamiento el cemento puede absorber humedad. Los principales inconvenientes son que pueden producir un transporte del cemento que en puede ser favorable en el apagado y carbonatación de la posible cal libre que pueda contener y las meteorizaciones fuertes que se producen pueden hacer perder la eficiencia del cemento debido a la exposición a la a humedad. 5.2.2. Residuo Insoluble Es aquella porción de cemento que no puede ser disuelta mediante un ataque de ácido clorhídrico (𝐶𝑙𝐻) al 10 % en ebullición durante unos minutos. Esto se debe principalmente a que el proceso de Clinkerización no se ha logrado la temperatura adecuada, dejando las reacciones parcialmente incompletas, puesto que a mayor finura del crudo menor residuo insoluble y mayor porcentaje de carbonatos aumenta el residuo insoluble. Cuando el cemento tiene material puzolanico hay presencia de alto residuo insoluble. Al aumentar el residuo insoluble disminuyen las resistencias. 5.2.3. Anhídrido Sulfúrico Es una componente muy importante del cemento, aun cuando se presenta en poca cantidad. Este elemento proviene del Yeso añadido al Clinker para controlar la fragua del cemento. El contenido del anhídrido sulfúrico decide la calidad el cemento cuando es de 2ª 4% afecta l tiempo de fraguado, cuando es menos del 2% el fraguado es muy rápido y Cuando es entre 6y 10% inhibe el fraguado. 6. Propiedades físicas del cemento. Es de vital importancia ciertas propiedades físicas del cemento para ver el comportamiento y aceptación de dicho material. 6.1. Finura o finesa. Referida al grado de molienda del polvo, se expresa por la superficie específica, en m²/kg. En el laboratorio existen 2 ensayos para determinarlo.  Permiabilimetro de Blaine.



Turbidimetro de Wagner.

Importancia; A mayor finura, crece la resistencia, pero aumenta el calor de hidratación y cambios de volumen. A mayor finura del cemento mayor rapidez de hidratación del cemento y mayor desarrollo de resistencia. Ejemplo: Tipo de cemento Finura Blaine m2/kg I

370

II

370

III

540

IV

380

V

380

6.2.

Peso específico. Referido al peso del cemento por unidad de volumen, se expresa en gr/cm³. En el laboratorio se determina por medio de:  Ensayo del Frasco de Le Chatelier (NTP 334.005). Importancia: Se usa para los cálculos en el diseño de mezclas Los pesos específicos de los cementos Portland son de aproximadamente 3.15

6.3.

Tiempo de fraguado. s el tiempo entre el mezclado (agua con cemento) y la solidificación de la pasta. Se expresa en minutos. Se presenta como: El tiempo de Fraguado Inicial y El tiempo de Fraguado Final. En la elaboración existen dos métodos para calcularlos:  Agujas de vicat: NTP 334.006(97)  Agujas de gillmore: NTP 334.056(97) Importancia: fija l puesta correcta en obra y endurecimiento de los concretos y morteros.

6.4.

Falsa fragua. Este fenómeno consiste en una prematura fragua del cemento pocos minutos después de la mezcla, difiere de la falsa fragua.

6.5.

Estabilidad de volumen. Representa la verificación de los cambios volumétricos por presencia de agentes expansivos, se expresa en %. En el laboratorio se determina mediante:



6.6.

Ensayo en autoclave: NTP 334.004(99)

Resistencia a la compresión. Mide la capacidad mecánica del cemento a soportar una fuerza externa de compresión. Es una de las más importantes propiedades, se expresa en Kg/cm². En el laboratorio se determina mediante:  Ensayo de compresión en probetas cubicas de 5 cm de lado (con mortero cemento-arena normalizada): NTP 334.051 (98) Se prueba a diferentes edades: 1,3,7,28 días. 6.7. Contenido de aire. Mide la cantidad de aire atrapado o retenido en la mezcla (mortero), se expresa en % del volumen total. En el laboratorio se determina mediante:  Pesos y volúmenes absolutos de mortero C-A en molde cilíndrico estándar: NTP 334.048. Importancia: Concretos con aire atrapado disminuye la resistencia (5% por cada 1 %). 6.8. Calor de hidratación. Es el calor que se genera por la reacción (agua + cemento) exotérmica de la hidratación del cemento, se expresa en cal/gr. y depende principalmente del C3A y el C3S. En el laboratorio se determina mediante:  Ensayo del Calorímetro de Langavant o el de la Botella Aislante. Se emplea morteros estándar: NTP 334.064. 7. Clases de cemento portland puro. Constituidos por Clinker Portland y la inclusión solamente de un determinado porcentaje de sulfato de calcio (yeso). Aquí tenemos según las Normas Técnicas:  Tipo I: para usos que no requieran propiedades especiales de cualquier otro tipo.  Tipo II: para uso general y específicamente cuando se desea moderada resistencia a los sulfatos o moderado calor de hidratación.  Tipo III: Para utilizarse cuando se requiere altas resistencias iniciales  Tipo IV: Para emplearse cuando se desea bajo calor de hidratación  Tipo V: Para emplearse cuando se desea alta resistencia a los sulfates. 8. Cemento portland adicionado. Contienen además de Clinker Portland y Yeso, 2 o más constituyentes inorgánicos que contribuyen a mejorar las propiedades del cemento. (Ejm.: puzolanas, escorias granuladas de altos hornos, componentes calizos,

sulfato de calcio, incorporadores de aire). Aquí tenemos según Normas técnicas:  Cementos Portland Puzolanico (NTP 334.044). o Cemento Portland Puzolanico Tipo IP: Contenido de puzolana entre 15% y 40%. o Cemento Portland Puzolanico Modificado Tipo I (PM): Contenido de puzolana menos de 15%.  Cementos Portland de Escoria (NTP 334.049). o Cemento Portland de Escoria Tipo IS: Contenido de escoria entre 25% y 70%. o Cemento Portland de Escoria Modificado Tipo I (SM): Contenido de escoria menor a 25%.  Cementos Portland Compuesto Tipo 1 (Co) (NTP 334.073): Cemento adicionado obtenido por la pulverización conjunta de Clinker Portland y materiales calizos (travertino), hasta un 30% de peso.  Cemento de Albañilería (A) (NTP 334.069): Cemento obtenido por la pulverización de Clinker Pórtland y materiales que mejoran la plasticidad y la retención de agua.  Cementos de Especificaciones de la Performance (NTP 334.082): Cemento adicionado para aplicaciones generales y especiales, donde no existe restricciones en la composición del cemento o sus constituyentes. Se clasifican por tipos basados en requerimientos específicos: Alta resistencia inicial, resistencia al ataque de sulfatos, 9. Usos y aplicaciones de los cementos portland. a. Cemento portland estándar (Sin adición). i. Tipo I: Para construcciones de concreto y mortero de uso general y cuando no se requiera propiedades específicas, se utiliza en concretos que no estén sujetos al ataque de factores agresivos como podría ser la presencia de sulfatos en el suelo o en el agua. ii. Tipo II: En obras donde se requiera resistencia moderada a la acción de los sulfatos (Ejm. Estructuras de drenaje) y/o moderado Calor de hidratación (consecuencia de la hidratación del cemento). Se recomienda en edificaciones, estructuras industriales, puentes, obras portuarias, perforaciones y en general en todas aquellas estructuras de volumen considerable, y en climas cálidos iii. Tipo III: Para obras que requiera alta resistencia elevadas a edades tempranas, normalmente a menos de una semana (Ejm: adelanto de la puesta en servicio) y también en obras de zonas frías su uso permite reducir el curado controlado. iv. Tipo IV: Para Estructuras se requiera bajo Calor de Hidratación, caso de represas, centrales hidroeléctricas y obras de grandes

masas de concreto, también debe tenerse en cuenta que este cemento desarrolla resistencias a una velocidad inferior a la de los otros cementos. v. Tipo V: Además de las cualidades del Tipo II, es recomendado para obras donde se requiera elevada resistencia a los sulfatos. Es el caso de obras portuarias expuesta al agua de mar También en canales, alcantarillas, túneles, suelos con alto contenido de sulfatos. estos cementos desarrollan resistencias más lentamente que los cementos tipo I, incrementan su resistencia a los sulfatos. b. Cemento portland adicionado. i. Tipo IP y IPM: Cementos cuya adición viene a ser la puzolana tienen uso similar al del Tipo I, y se recomienda en obras masivas o con ataques de aguas agresivas, aguas negras, en cimentaciones en todo terreno, son cementos de moderado calor de hidratación y de moderada resistencia a los sulfatos. ii. Tipo MS: Cementos adicionados de escorias se puede emplear en todo tipo de construcciones de concreto son resistentes a la agresión química, se puede utilizar en estructuras en ambientes y suelos húmedos-salitrosos, para estructuras en cimientos y pisos. En general se puede decir que tienen moderada resistencia a los sulfatos y moderado calor de hidratación. iii. Tipo ICo: Corresponde al cemento tipo I mejorado con mayor plasticidad, se puede utilizar en obras de concreto y de concreto armado en general, morteros en general, especialmente para tarrajeo y asentado de unidades de albañilería, pavimentos y cimentaciones. 10. OTROS CEMENTOS: 10.1. Cemento blanco: El cemento blanco es una variedad de cemento portland que se fabrica a partir de materias primas cuidadosamente seleccionadas de modo que prácticamente no contengan hierro, manganeso ni cromo, u otros materiales que le den color. El descubrimiento de su producción fue hecho a mediados del siglo veinte por los laboratorios de la empresa cementera y de materiales de construcción Lafarge2,1 en Francia. Sus ingredientes básicos son la piedra caliza, base de todos los cementos, el caolín (una arcilla blanca que no tiene ningún óxido de hierro, pero si mucha alúmina) y yeso. Esta diversa composición, sin embargo, no trajo ningún cambio en las características intrínsecas de este cemento, que continuó proporcionando las mismas capacidades de resistencia que un cemento gris.

Su color “blanco” se consigue por medio de un proceso de elaboración química. En dicho proceso, una selección severa de las materias primas y un método de producción tecnológicamente avanzado salvaguardan la blancura inicial de la caliza en el producto final: el cemento blanco. El bajo contenido de álcalis en su composición química, le permite la utilización de agregados tales como el vidrio volcánico, y algunas rocas que normalmente reaccionan con los álcalis del cemento, y que traen consigo agrietamientos que desmerecen la apariencia y durabilidad del concreto; sus partículas, de menor tamaño que las de cemento gris, le otorgan una mejor capacidad de hidratación y propiedades específicas como menor tiempo de fraguado y una elevada resistencia a la compresión. El cemento Blanco es un producto que difiere notablemente del cemento gris, en los aspectos relacionados con sus costos de elaboración (mucho más altos que los del cemento gris tradicional), y el mercado al cual está dirigido. Así las cosas, por su precio, características, y usos los cementos blancos no resultan sustitutos de los cementos grises. Composición Materias Primas  Caliza La caliza es el principal constituyente del cemento blanco (75 – 85%), es un tipo común de roca blanca sedimentaria, de gran pureza química (98%), compuesta principalmente por calcita (CaCO3) (90%) y dolomita (Ca, Mg (CO3)). Cuando se calcina, da lugar a la cal (óxido de calcio, Cao). Otros componentes presentes en su composición son el óxido de hierro, fósiles y otros minerales. Estos componentes son necesarios para la formación del Clinker en las etapas posteriores. La caliza es aglomerante, neutralizante, escorificante y fundente. Sus principales derivados son la cal, el carbonato de calcio y el cemento.  Caolín Caolín (del chino, kaoling, ‘cresta alta’), o arcilla china, es un tipo de arcilla muy pura (presenta un bajo contenido de hierro), blanda y blanca, con plasticidad variable, pero en general baja, que retiene su color blanco durante la cocción. Constituye el segundo componente en importancia en el crudo de cemento blanco (10 – 25 %) y aporta a éste la sílice necesaria. Su principal constituyente es la mineral caolinita, un silicato de aluminio hidratado, Al2Si2O5 (OH)4, formado por la descomposición de otros silicatos de aluminio, en especial

feldespato, esta descomposición se debe a los efectos prolongados de la erosión. En la actualidad se extrae sobre todo en Malasia y en Cornualles (Inglaterra).  Yeso El yeso es un mineral común, consistente en sulfato de calcio hidratado (CaSO4·2H2O). Es un tipo ampliamente distribuido de roca sedimentaria, formado por la precipitación de sulfato de calcio en el agua del mar y está asociado con frecuencia a otras formas de depósitos salinos, como la halita y la anhidrita, así como a piedra caliza y a esquisto. El yeso se origina en zonas volcánicas por la acción de ácido sulfúrico sobre minerales con contenido en calcio; también se encuentra en muchas arcillas como un producto de la reacción de la caliza con ácido sulfúrico. El yeso utilizado en la fabricación del cemento blanco necesita ser muy puro, con valores que oscilen entre un (80 y 90%) de grado de pureza. La principal función que cumple con su adición al crudo es regular la hidratación y el fraguado del cemento, mediante una reacción con el aluminato tricálcico. Al formar el sulfoaluminato tricálcico, la mezcla se va hidratando poco a poco y además acelera la hidratación del silicato tricálcico. Componentes Químicos Los compuestos que formarán la composición química del clinquer de cemento blanco proceden de la materia prima utilizada para formar el “crudo”, fundamentalmente calizas y arcillas (caolín), que aportarán una serie de óxidos de cal, sílice, aluminio y otros. Como consecuencia de las altas temperaturas que se generan en el horno, entre estos óxidos se producirán una serie de reacciones que darán lugar a la formación de compuestos complejos que tendrán una estructura más o menos cristalina o amorfa, dependiendo de la velocidad de enfriamiento del clinquer resultante. La composición química del clinquer del cemento blanco depende, pues, no sólo de las materias primas empleadas en su fabricación, sino también de su dosificación (proporción en que intervengan cada uno de los óxidos que aporta la materia prima) y de los procesos de cocción y de enfriamiento. Se debe realizar el análisis químico de la materia prima y obtener los porcentajes en masa de los óxidos y otros compuestos que contienen, para poder dosificar adecuadamente el crudo. En la composición química del clinquer de cemento blanco intervienen muchas sustancias; la mayor parte de ellas contienen tres o más elementos combinados, por lo que las fórmulas a que dan lugar son bastante extensas. Por ello, para estudiar y analizar su composición se realizan las siguientes simplificaciones: por una parte, como

la mayoría de estos elementos combinan con el oxígeno, se consideran los compuestos formados por óxidos, lo cual describe correctamente su composición química, aunque no contempla su composición estructural; sin embargo es el medio más común para representar una composición. Por otra parte, designando estos compuestos, no por su composición química, sino por su símbolo. A continuación, en la tabla 2-1.- se indica la composición química media de la materia prima necesaria para obtener un clinquer de cemento blanco y de cemento gris. Composición Química del Clinquer Blanco y Gris de Cemento de Portland.

Componentes Químicos Principales del Clinquer Los óxidos principales; óxido cálcico (CaO), anhídrido silícico (SiO 2) y óxido alumínico (Al2O), constituyen prácticamente más del 90% en peso del clínquer de cemento y dan lugar a la formación de los componentes mineralógicos principales del clinquer. De los óxidos principales, sólo la cal es de carácter básico y los otros son de carácter ácido. De ellos, la sílice y la cal son los componentes activos y la alúmina actúa como fundente. Componentes Mineralógicos Principales del Clinquer De los componentes mineralógicos principales; los silicatos tales como el silicato tricálcico (C3S), silicato bicálcico (C2S) y el aluminato tricálcico (C3A), suman del 60 al 80 % en su totalidad y son los responsables de las resistencias mecánicas del cemento. 

Silicato tricálcico (C3S) o alita: considerado como uno de los componentes más decisivos del clínquer, su participación determina la rapidez de fraguado y las resistencias mecánicas. Su cantidad en el clinquer está entre el 35 y el 70%.



Silicato bicálcico (C2S) o belita: su presencia da lugar a pocas resistencias en los primeros días, pero luego las va desarrollando progresivamente hasta alcanzar al silicato tricálcico.



Aluminato tricálcico (C3A): por sí solo contribuye poco a las resistencias, pero, en presencia de los silicatos desarrolla unas resistencias iniciales buenas, aunque no está clara su forma de participar en la resistencia y endurecimiento del cemento, creyéndose que actúa como catalizador de la reacción de los silicatos. Su fraguado es rapidísimo al tomar o con el agua, desprendiendo una gran cantidad de calor: 207 cal/g. Para retardar su gran actividad se emplea el yeso que actúa como retardador, regulador y normalizador del fraguado.

Componentes Secundarios Los componentes secundarios proceden de las impurezas de la materia prima. El término “secundario” no se refiere a su importancia e influencia, sino a la pequeña cantidad en que aparecen en la composición del clinquer. Normalmente no se tienen en cuenta, tanto por su cuantía como por su acción (aunque son la parte indeseable del cemento), siempre que no se sobrepasen los valores medios indicados; sin embargo, no por ello dejan de tener una gran importancia por los efectos negativos a que pueden dar lugar. Fabricación El proceso de fabricación del cemento blanco es absolutamente similar al del cemento gris normal en lo que a etapas del proceso se refiere, la diferencia radica en los elevados costos operacionales y tecnológicos bajo los cuales este se lleva a cabo, controlando estrictamente todas las etapas, para evitar la posible contaminación y cambios indeseados. Básicamente éste se define como un proceso químico que consiste en la transformación de las materias primas minerales (piedra caliza y arcilla caolín) constituyentes de la harina cruda en un nuevo producto: el clinquer formado por minerales sintéticos diferentes: fases de silicatos, aluminatos y ferritos de calcio que le darán las propiedades hidráulicas al cemento. En el caso del cemento blanco, las fases de ferritos son muy bajas, ya que para obtener el color blanco las materias primas deben estar exentas de hierro o contener cantidades insignificantes de este. Este proceso químico de clinquerización tiene lugar en el horno y tiene un paso previo de trituración y molienda de las primeras materias, y un proceso posterior de molienda del clinquer con yeso para obtener el producto final que es el cemento blanco. En ocasiones, a esta mezcla de materias primas principales se le añaden otros productos, llamados correctores, que ayudarán a ajustar la composición química del crudo, a fin de regular la temperatura de sinterización de la mezcla y la cristalización de los minerales del clinquer. Datos indican que para obtener una tonelada de cemento blanco se utilizan aproximadamente 1,5 toneladas de materia prima. La relación aproximada entre

los materiales calizos y arcilloso en el crudo del Clinker blanco es de 3 a 1 (es decir, se toma alrededor del 75% de caliza y el 25% de arcilla tipo caolín para confeccionar el crudo). 10.2. Cemento de albañilería: El cemento de albañilería se obtiene a partir de una intensa molienda de clinker portland, rocas calcáreas de alta pureza, pequeñas cantidades de yeso y aditivos. Es un producto destinado exclusivamente a trabajos de albañilería. Su excelente performance permite obtener, entre otras ventajas, mezclas de gran trabajabilidad y alto rendimiento. Usos  Submuraciones  Mampostería  Revoques gruesos  Contrapiso interiores y exteriores  Carpetas sobre contrapisos  Carpetas hidrófugas  Colocación de losetas y mosaicos  No debe emplearse en elementos de estructuras (columnas, vigas, bases, etc.) ni en carpetas sometidas a desgaste Propiedades 

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La retención de agua es la propiedad más importante de todas, ya que al elevarse su valor se incrementa la plasticidad y el rendimiento de arena, se reduce la segregación, se incrementa la productividad en los trabajos y se reduce la posibilidad del quemado o deshidratación del cemento. La retención de agua media del Hidralit es igual al 75 % y constituye un valor máximo en el mercado. El aire incorporado es el responsable de conferirle plasticidad a las mezclas (a mayor contenido de aire, mayor plasticidad). El valor medio de Hidralit es igual a 17 % y constituye un valor óptimo. La resistencia depende tanto del contenido de aire como de la cantidad y calidad del Clinker. En el caso del Cemento de Albañilería Hidralit, supera (a 7 y 28 días), los requisitos de la norma IRAM, en el orden de 180 % y 100 %, respectivamente.

10.3. Cemento aluminoso: El cemento aluminoso es un material que se obtiene por fusión o sinterización de una mezcla de materiales aluminosos y calcáreos en determinadas

proporciones, y posterior molienda del producto resultante, hasta que quede convertido en un fino polvo. Generalmente se analizan las características de este material en relación con las que, en cada una de sus propiedades, puede presentar el cemento Portland. Desde el punto de vista de fabricación, el cemento aluminoso resulta ser un material más caro, debido a su escasez, a sus mayores requerimientos energéticos, tanto para la fusión o sinterización, como para su molienda; y a la energía que requiere su transporte, pues se trata de un producto más pesado. El desarrollo comercial de estos cementos se remonta a 1865, por lo que cuenta con una experiencia algo menor que la de los cementos Portland. Normalmente se emplean la caliza y la bauxita como materiales básicos de fabricación. Esta última es una roca natural de la familia de las lateritas, caracterizada por su alto contenido en aluminio. Con frecuencia, las bauxitas utilizadas en la fabricación de cementos aluminosos poseen también un importante contenido en hierro. Es el tipo de material -conocido como bauxita roja- que se emplea en la fabricación de estos cementos en España. Se trata de un conglomerante cuyo uso se halla internacionalmente extendido, pues se fabrica, además de en España, en otros varios países: Inglaterra, Francia, Alemania, U.R.S.S., Yugoslavia, Checoslovaquia y E.E.U.U. En algún caso el tipo de cemento obtenido es blanco; en general, sin embargo, se trata de un producto pulverulento de color gris oscuro. Existe una clasificación comercial de los cementos aluminosos en cuatro tipos, en función de sus características. El fabricado en España (una sola fábrica, Cementos Molins, en Sant Vicent deIs Horts, en Barcelona), corresponde al tipo 1, que es por otra parte el más corriente de cuantos se fabrican. La composición aproximada del cemento aluminoso español, es la siguiente: SiO2: CaO: FeO: MgO: S03:

4-5% 39-42% 4-5% 1% ... 0,1%

Alz03: Fez03: TiO2: S":

36-38% 10-12% <2% trazas

Como ya se ha dicho, el color del material es gris oscuro; para su fabricación se parte de bauxita roja y caliza; el método de fabricación es el de fusión en horno de reverberación. Las exigencias legales respecto a las características del cemento aluminoso vienen actualmente recogidas en el Pliego de Recepción de Cementos, RC-88, aunque ya lo estuvieron con anterioridad en los respectivos Pliegos de los años 1975, 1964, 1959 Y 1947. Su

fabricación y venta dentro de las condiciones exigidas en el vigente Pliego, es completamente legal. Su empleo en la confección de hormigones requiere justificación especial desde la entrada en vigor de la Instrucción EH-68, Proyecto de Ejecución de Obras de Hormigón en Masa o Armado. En la segunda edición de dicha Norma, la EH-73, se incluyó un anexo, el 4, de Normas para la utilización del cemento aluminoso, que se mantuvo en la redacción de la EH-80 y permanece en la actualmente vigente EH-88. Aparece por primera vez la prohibición de utilizar cemento aluminoso en la fabricación de elementos pretensados, en la Instrucción EP-77, Proyecto y Ejecución de Obras de Hormigón Pretensado. Sin embargo, ya había dejado de emplearse por parte de muchos fabricantes de viguetas, antes de la entrada en vigor de dicho documento. La normativa inglesa lo prohíbe desde 1975, la sa se limita a exigir precaución en su empleo. Los hormigones de cemento aluminoso son menos básicos que los de cemento Portland; además, deben emplearse con arenas sin fracciones inferiores a 0,5 mm y por lo tanto han de compensar la escasez de finos con mayores dosificaciones de cemento (> de 400 kg/m3 de hormigón). Aun así, su porosidad es mayor que la de hormigones con aportes granulométricos normales de arena. Requieren relaciones agua/cemento más bajas (< 0,4). Por todo ello, resultan ser menos compactos, más porosos Y propensos, por tanto, a la carbonatación: en consecuencia, de todo ello, cabe esperar una protección de las armaduras menos eficiente que en el caso del hormigón normal. En previsión de ello, una de las recomendaciones del mencionado anexo 4 que figura con el mismo número en la actual redacción de la EH-88- es la de aumentar discrecionalmente los recubrimientos de las armaduras. Las reacciones de hidratación del Clinker de cemento aluminoso son aún más exotérmicas que las del Clinker de Portland: de ahí la necesidad de limitar la temperatura de los hormigones por debajo de los 25° C como se indica en el citado anexo 4, así como la de limitar la altura de las tongadas a 30 centímetros para favorecer la pronta difusión del calor. El mecanismo de hidratación es muy complejo y su exposición aquí quedaría probablemente fuera de lugar. Baste saber a nuestros efectos, que los componentes finales responsables de las características mecánicas del cemento aluminoso son: CaO. Al203 . 10 H2O Y 2CaO. Al203. 8 H2O, que pasan a denominarse según la nomenclatura simplificada de Bogue, respectivamente CAH10 y C2AH8 Ambos cristalizan en el sistema hexagonal. Estos dos compuestos pueden sufrir un cambio de naturaleza si se ven afectados por exceso de calor durante el proceso de hidratación; pero también pueden experimentarlo ya endurecido el cemento, ante determinadas condiciones de humedad y temperatura. Dicho cambio de naturaleza tiene las expresiones: 3C2AH8 = 2C3AH6 + AH3 + 12H 3CAH10 = C3 AH6 + 2AH3 + 18H

Como puede apreciarse, en ambos casos se obtienen dos nuevos componentes, cuyo volumen es mayor que el de los anteriores; además, el aluminato tricálcico hidratado, C3AH6, cristaliza en forma cúbica, por lo que en principio puede contarse con que sea menor su aporte a la resistencia del conjunto. A temperaturas ordinarias -refiriéndonos ya a hormigones de edad-, este cambio es muy lento y puede incluso no llegar tan siquiera a producirse en ambientes secos. Pero debe contarse con él, aunque de modo lento como se ha dicho, en hormigones húmedos; y más aún si la humedad va acompañada de temperaturas moderadamente elevadas. Experiencias extranjeras señalan que el efecto resulta mecánicamente inapreciable en hormigones sumergidos durante un período de 30 años en agua a temperatura siempre inferior a los 18° C. Los cambios de volumen que experimenta un hormigón de cemento aluminoso en el que se haya producido la antedicha transformación, vuelven al material mucho más poroso que en su estado original: esta circunstancia es tanto más grave cuanto mayor haya sido la relación agua/cemento con que se ha fabricado ese hormigón. Los análisis de las experiencias internacionales respecto al empleo de cementos aluminosos para la fabricación de hormigones estructurales son muy variados y en ocasiones contradictorias; pero de ellos se pueden sacar algunas conclusiones: a) La pérdida de resistencia que pueden experimentar los hormigones por una exposición prolongada al calor o a la temperatura, o a ambos a la vez, sólo es importante cuando la relación agua/cemento empleada en su fabricación, es superior a 0,5; y puede llegar a cifrarse en un 50% a los treinta años. b) Si la exposición se ha limitado sólo a uno de los dos factores -calor o temperatura, pero no al otro, la pérdida de resistencia no es importante, pudiendo darse el caso de que incluso se haya producido un aumento.

c) Las condiciones higrotérmicas para que se produzca el deterioro se establecen entre 20° C en ambiente saturado y 25° con un 75% de humedad relativa, en períodos estacionales largos durante un plazo no inferior a los veinte años. d) De todas formas, el daño a las estructuras de hormigón armado o pretensado tiene mayor probabilidad de sobrevenir debido a la corrosión de las armaduras, que se ve favorecida por el notable aumento de porosidad abierta del hormigón de sus recubrimientos, producido por el antes descrito fenómeno de cambio de naturaleza de los compuestos hidratados.

e) Lógicamente, el efecto de esa corrosión será mucho más importante sobre las armaduras pretensadas, pues se producirá en ellas el llamado efecto de corrosión bajo tensión, cuyas causas, aún no bien determinadas, parecen radicar en el hecho de que el acero esté sometido a tensión y en el de que exista una irregular distribución del carbono en el acero, que vuelve más vulnerables los puntos en que su contenido es bajo. f) Los hormigones afectados por la transformación cristalina espontánea antes descrita, cambian de color, volviéndose de uno amarillo achocolatado, muy característico.

PUZOLANAS ORIGEN DEL TERMINO “PUZOLANA” Los griegos y romanos, primeros en conocer “La Cal” con sus propiedades cementicias le agregaron materiales naturales que estaban a su alcance, quizás con el objeto de que participasen como áridos (inertes), y como es sabido el suelo donde florecieron estas civilizaciones tiene una importante cobertura de material piroclástico, obteniendo morteros de alta resistencia y mayor durabilidad lo que llevo a que el uso de estos aditivos volcánicos se generalizara, éstos se encontraban principalmente en la localidad de Puzzuoli de donde derivan su nombre. DEFINICIÓN DE PUZOLANA Son productos naturales o artificiales, silíceos o sílicoaluminosos que en sí mismos poseen poca o ninguna propiedad aglomerante ni de actividad hidráulica, pero finamente molidas, a temperaturas ordinarias y en presencia de agua reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio formando compuestos que sí tienen propiedades aglomerantes e hidráulicas. Las puzolanas presentan en virtud de su inestabilidad química, reflejo del desorden estructural, alta susceptibilidad de reaccionar con otras sustancias para formar nuevos compuestos más estables, es así como atrapan la cal libre en el Clinker. Las puzolanas engloban materiales de diferente naturaleza, por esto cuando se habla de ellas se está haciendo alusión a rocas, suelos, sedimentos o productos artificiales que presentan propiedades puzolánicas. CLASIFICACIÓN DE LAS PUZOLANAS SEGÚN EL ORIGEN Se clasifican en dos grandes grupos: naturales y artificiales, aunque existe un grupo intermedio constituido por puzolanas naturales que necesitan tratamientos térmicos de activación, con el objeto de aumentar su reactividad. Puzolanas Naturales: Son productos minerales con características composicionales (silico-aluminosos), estructurales (estructura imperfecta o amorfa) y texturales (grano fino) que los hacen aptos para su uso como aditivos activos en la industria del cemento, entre éstas están: 

Las acumulaciones de cenizas generadas durante las erupciones volcánicas explosivas, que por su alto contenido de materiales vítreos son propensas a sufrir reacciones como las requeridas para las puzolanas. Más tarde por procesos geológicos de enterramiento estas cenizas se convierten en tobas, las cuales son rocas volcánicas bastante porosas, característica que les

confiere una gran superficie interna favoreciendo su reactividad, entonces, como puzolana sirve tanto el sedimento como la roca. En rocas y materiales volcánicos hay que considerar dos factores diferentes controladores de la actividad puzolánica; por una parte, la composición química del magma originario que determina la de los productos, y por otra, la constitución y textura de los minerales de dichas rocas, las cuales dependen de la velocidad de enfriamiento y de los procesos de meteorización que los hallan afectado. En las rocas volcánicas son especialmente interesantes las rocas ácidas (ricas en cuarzo y feldespato). Químicamente tienen la composición que se muestra en la tabla 1: Tabla. Composición química típica de las puzolanas volcánicas

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Rocas o minerales sedimentarios ricos en sílice hidratada y formadas en yacimientos submarinos, por acumulación de esqueletos y caparazones de radiolarios y diatomeas.

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Existen algunas rocas y minerales no puzolánicos de origen pero que al descomponerse generan productos de naturaleza puzolánica, los cuales son muy escasos en el mundo.

Puzolanas Artificiales: Son materiales que deben su condición puzolánica a un tratamiento térmico adecuado. Dentro de esta denominación se incluyen los subproductos de determinadas operaciones industriales; tales como, residuos de bauxita, polvos de chimeneas de altos hornos, cenizas volantes, etc Las de mayor peso en la actualidad, en el mundo, son las cenizas volantes en función de las ventajas económicas y técnicas que ofrecen ya que es un material de desecho y los cementos aumentan la trabajabilidad y disminuyen el calor de hidratación porque son muy buenas puzolanas. Mineralógicamente las cenizas volantes se componen de: o Sílico-aluminatos vítreos o Compuestos cristalinos de Fe, Na, K y Mg entre otros o Carbón no quemado La reactividad de las cenizas volantes como puzolanas depende del tipo y origen del carbón, composición química y mineralógica de éste, del contenido de fase vítrea después de quemado y de la granulometría principalmente.

Puzolanas mixtas o intermedias: Son aquellas puzolanas que, naturales por su origen, se someten a un tratamiento térmico con el objeto de cambiar sus propiedades para aumentar su reactividad química. Dentro de éstos se incluyen las zeolitas, suelos, rocas, cascarilla de arroz y las arcillas, un representante típico de éstas últimas es el polvo de ladrillo, obtenido como producto de desecho de la industria de la cerámica roja. La factibilidad de que un material arcilloso sometido a un tratamiento térmico permita la formación de compuestos puzolánicamente activos depende principalmente de: o o o o

Estructura y constitución mineralógica composición química Temperatura Tiempo de cocción y de enfriado

VALORACIÓN DE LA PUZOLANICIDAD El hecho de que la puzolanicidad pueda deberse a diferentes causas, además de que esta propiedad se manifiesta de diferentes maneras, hace verdaderamente difícil imaginar un único método que con carácter general permita llevar a cabo una estimación del valor puzolánico en condiciones equiparables en materiales distintos. Además, es importante resaltar que los ensayos que se practiquen en la determinación de la actividad puzolánica solo serán válidos en la medida que reflejen las condiciones reales de su posible uso. Criterios Cualitativos: Son bastante empíricos, dudosos y poco precisos. 

Químicos: Detecta la capacidad de reacción de los materiales puzolánicos en una solución de hidróxido de calcio. El método consiste en observar la formación de flóculos, su cantidad y velocidad de sedimentación.

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Físicos y tecnológicos: Uno es la observación al microscopio del material para definir la perfección de su estructura cristalina, además, se determina la capacidad de absorción de agua cuando está finamente molido. Otro ensayo consiste en la elaboración de pequeñas probetas de mezcla del material con cal hidratada, éstas se conservan durante tres días en ambiente húmedo y sin CO2, al cabo de los cuales se comprueba si se ha producido algún endurecimiento de la masa. Se considera que el material ensayado es puzolánico cuando las probetas así conservadas resisten, sin deshacerse, dos horas en agua hirviendo.

Criterios Cuantitativos: Son más elaborados y precisos, permiten realizar comparaciones entre resultados de un mismo ensayo.

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Químicos: También se basan en la reacción de la muestra puzolánica con agua de cal pero se usa la química determinativa y los análisis complexométricos. La principal carencia de éstos es que no reproducen las condiciones reales en las que trabajará el material puzolánico.

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Físicos y Tecnológicos: Se elaboran probetas y se les hacen ensayos de resistencia a la tracción y a la compresión.

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FRATINI: Es el método más difundido para ensayar cementos puzolánicos, consiste en comparar la cantidad de hidróxido de calcio presente en una solución acuosa en o con el cemento hidratado, con la cantidad de hidróxido de calcio capaz de saturar un medio de la misma alcalinidad. En un cemento puzolánico la concentración de hidróxido de calcio en solución es siempre menor que la concentración de saturación (Norma ICONTEC 1512). Para los cálculos se utiliza la curva isoterma de solubilidad a 40 °C del hidróxido de calcio en presencia de álcalis. En la gráfica está la alcalinidad total contra el contenido de CaO. Cuando al graficar una muestra el punto cae por debajo de la curva ésta se considera puzolánica. El ensayo se hace a siete y veintiocho días.

UTILIZACIÓN DE LAS PUZOLANAS El primer criterio que apoyó la producción de cementos puzolánicos fue el corregir el cemento Pórtland tipos I y II fijando la cal libre, generada durante la formación de los silicatos bi y tricálcicos, la cual es inestable a pH menores de 12, para formar compuestos estables que no son vulnerables a la acción lixiviante de las aguas ácidas. Pero adicionalmente estos materiales tienen otros efectos sobre el cemento y el concreto. 

Reemplazan una buena porción del cemento portland del 20 al 40%, disminuyendo los costos de producción porque esta adición es mucho más barata que el Clinker y más económica de moler.

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Reduce el calor generado durante la hidratación, la cual es una reacción bastante exotérmica.

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Evita el agrietamiento del concreto por la acción expansiva de la cal al hidratarse y compresiva al secarse.

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Rebajan en cierto porcentaje los aluminatos que son inestables en medios sulfatados y absorben álcalis, los cuales normalmente entran a reaccionar de manera perjudicial con los agregados del concreto. Dependiendo de las propiedades del cemento se define el porcentaje que se puede adicionar para que las resistencias a la compresión no caigan por debajo de los valores mínimos permitidos en las normas del ICONTEC. Porque las puzolanas al

ser materiales muy finos, normalmente, recubren los áridos en el concreto impidiendo su o con el cemento creando zonas de debilidad.

Conclusiones

 En resumen, las exigencias y recomendaciones de la normativa española respecto al empleo del cemento aluminoso están, a nuestro parecer, bien justificadas. Sólo cabe lamentar en todo caso que hayan entrado en vigor demasiado tarde, pero no es esa una lamentación que exija buscar responsables, sino sólo la manifestación de la impotencia de la investigación tecnológica en el campo de la Edificación para ir por delante del quehacer cotidiano del sector.  Como colofón de esta exposición, debe precisarse que la incorporación de las puzolanas a los cementos portland no es un hecho nuevo ni, por supuesto, consecuencia de la crisis energética. Su ya viejo empleo como material de construcción, se ha perfeccionado y desarrollado ampliamente a lo largo del presente siglo, acusándose más en los últimos años (y aquí sí participa ya la crisis energética) la necesidad de un mayor conocimiento y aprovechamiento de recursos de todo tipo y origen, para su aplicación en la industria del cemento.  Por último y como conclusión general podemos afirmar que los cementos blancos (a excepción del cemento Puma) cumplen con los requerimientos de especificaciones estándar para cementos de grado corriente y de alta resistencia establecidos en la norma chilena NCh 148; y que sus características de buena trabajabilidad, fraguados ajustables en el tiempo, y el excelente desarrollo de resistencias a la compresión (superiores a las del cemento gris), lo clasifican como un cemento de alta resistencia, apto para uso estructural, dejando en claro además, la igualdad de usos y de condiciones con que puede utilizarse en relación al cemento gris, pero proporcionando una calidad superior en términos estructurales y estéticos.  Se requerirá en obra cemento del mismo tipo y marca que aquel utilizado para la selección de las proporciones de la mezcla de concreto en aquellos casos en que la determinación de la resistencia promedio se ha empleado resultados de concretos preparados con cementos de la misma marca