USOS DEL CEMENTO PORTLAND
Los usos de los diferentes tipos de cementos mostrados en la Tabla 6.2 obedecen a las propiedades físicas y químicas derivadas de sus procesos de hidratación, así como a la protección que pueden ofrecer al concreto elaborado con dichos cementos. Se acostumbra a que las comparaciones de los diferentes tipos de cementos se hagan con respecto al cemento tipo I.
El cemento Portland tipo I se conoce como el cemento normal de uso común. Se emplea en todas aquellas obras para las cuales no se desea una protección especial, o las condiciones de trabajo de la obra no involucran condiciones climáticas severas ni el contacto con sustancias perjudiciales como los sulfatos. En este tipo de cemento el silicato tricálcico (C3S) se encarga de generar una notable resistencia a edades cortas, como consecuencia, genera también la mayor cantidad de calor de hidratación. Por su parte el silicato dicálcico (C2S) se encarga de generar resistencia a edades tardías. En este cemento los aluminatos se hidratan también de una forma rápida pero coadyuvan de una manera menos significativa en la resistencia final, sin embargo son compuestos potencialmente reactivos, pues en caso de la presencia de sulfatos en solución forman sulfoaluminatos, los cuales producen expansiones que llegan a desintegrar totalmente al concreto o a cualquier otro producto a base de cemento.
El cemento tipo II se conoce como cemento Portland de moderado calor de hidratación y de moderada resistencia a los sulfatos, esto se explica por la disminución del silicato tricálcico y del aluminato tricálcico con respecto al cemento normal. El cemento tipo II se emplea en estructuras moderadamente masivas como grandes columnas o muros de concreto muy anchos, el objetivo es el de evitar que el concreto se agriete debido a los cambios térmicos que sufre durante la hidratación. También se aconseja usar este tipo de cemento en estructuras donde se requiere una protección moderada contra la acción de los sulfatos, como en cimentaciones y muros bajo tierra, donde las concentraciones de sulfatos no sean muy elevadas.
El cemento tipo III se conoce como de resistencia rápida, este tipo de cemento se usa cuando hay la necesidad de descimbrar rápido con el objeto de acelerar otros trabajos y poner en servicio la obra lo más pronto posible. La resistencia que desarrolla durante los primeros siete días es notable debido principalmente a la presencia de altos contenidos de silicato tricálcico y bajos contenidos del silicato dicálcico. Además de la composición química, los cementos adquieren la propiedad de ganar resistencia rápidamente cuando la finura a la que se muele el clinker es mayor que la del cemento normal.
El cemento tipo IV o de bajo calor de hidratación desarrolla su resistencia más lentamente que el cemento normal debido a los bajos contenidos de silicato tricálcico, por esta misma razón el calor que desarrolla durante la etapa de fraguado es mucho menor que el del cemento normal. El cemento tipo IV se emplea en la construcción de estructuras masivas como las presas de concreto, donde se requiere controlar el calor de hidratación a un mínimo con el objeto de evitar el agrietamiento.
El cemento tipo V o resistente a los sulfatos se emplea en todo tipo de construcciones que estarán expuestas al ataque severo de sulfatos en solución o que se construirán en ambientes industriales agresivos. Estos cementos se consideran resistentes a los sulfatos debido a su bajo contenido de aluminato tricálcico, se caracterizan por su ganancia moderada de resistencia a edades tempranas, pero al igual que el cemento de bajo calor desarrolla buena resistencia a edades tardías gracias a sus altos contenidos de silicato dicálcico.
APLICACIONES DEL CEMENTO PORTLAND
1. Suelos modificados.- Es un suelo tratado “in situ” con una cantidad relativamente baja de cemento, con el fin primordial de reducirle la plasticidad, la permeabilidad, los cambios e incrementarle la capacidad de soporte y la resistencia al corte. El grado de modificación y mejoría en las propiedades depende del tipo de suelo y de la cantidad de cemento empleado.
El reglamento Nacional de Construcciones considera el suelo modificado como pavimento en las urbanizaciones tipo D.
Los suelos cuyas cantidades de limo y arcilla son inferior al 35%, comúnmente son denominadas suelos granulares.
Muchos de ellos presentan una inadecuada granulometría y/o excesivos valores de plasticidad y son desechados para conformar capas de bases y/o sub-base de pavimentos de vías urbanas, carreteras y aeropuertos.
Los suelos que tiene un contenido de limo y arcilla superiores al 35% son comúnmente denominados finos. No son usados para conformar capas de relleno y sub-rasante, así como conformar capas de sub-base en los pavimentos.
2. Suelos- Cemento.- El suelo-cemento es una mezcla intima de suelo pulverizado, cemento Pórtland y agua que , compacta a su optima humedad y densidad máxima produce (debido a la hidratación del cemento) un material durable y con la resistencia mecánica apropiada para la conformación de capas de base para pavimentos urbanos, carreteras y de aeropuertos. Cuando el tránsito no adquiere importancia, hace las veces de capa de rodadura, permitiendo grandes economías en los programas viales. El reglamento Nacional de Construcciones lo prescribe como tipo C de pavimento.
Mediante estudios de los suelos que se pueden estabilizar con cemento es muy amplio y sólo existe una restricción de empleo con aquellos que presentan un contenido alto de materia orgánica, ya que inhiben las reacciones de hidratación del cemento. Incluso los suelos limosos de difícil estabilización pueden estabilizarse con asfalto, previo pre-tratamiento con cemento Pórtland.
3. Gravas Cemento.- Se trata de una mezcla de agregados, naturales o artificiales de granulometría continua y reducida cantidad de finos y cemento Pórtland en proporciones del 3 al 6%, la misma que permite conformar capas de base y refuerzo en pavimentos rígidos y capas de base y refuerzo en pavimentos asfálticos sujetos a tránsito medio o pesado. La compactación se realiza generalmente con rodillos vibratorios y su curado se efectúa con un riesgo de emulsión asfáltica, o la colocación de un tratamiento superficial cuando el tránsito es intenso.
4. Concretos Porosos.- El concreto poroso se ha introducido recientemente y tiene por finalidad crear una nueva capa drenante en el pavimento. Se prevé que el agua que pasa a través de la base llegue a una capa que no es sensible al agua, por la cual escurre hasta los drenajes naturales. Para evitar la segregación, que puede ocurrir si la consolidación se realiza por vibrado interno, es posible compactar con rodillos. El curado se efectúa preferentemente con membranas de polietileno, evitando otras técnicas que pueden cerrar los poros superiores.
5. Concretos Pobres o Económico.- Las mezclas de económetro denominadas también “concretos pobres”, tienen un bajo contenido de cemento y permiten el empleo de agregados de baja calidad, cuando están disponibles localmente, proporcionado pavimentos de bajo costo o capas de base de pavimentos asfálticos.
Los pavimentos de económetro pueden ser considerados como rígidos, de acuerdo al contenido de cemento y el módulo de elasticidad. Generalmente se consideran como semi rígidos los pavimentos de concreto con proporciones cemento / agregado del orden 1:20 al orden 1:24 en volumen; y como rígidos a los constituidos en proporciones más ricas que 1:15. La mayoría de los actuales pavimentos de económetro se encuentran entre las proporciones 1:12 a 1:24.
6. Adoquines de concreto.- En este tipo de pavimento la capa de rodadura está conformada por varios elementos: los adoquines, que son bloques macizos, con forma de prisma recto, cuyas bases son polígonas con una forma tal que permiten conformar una superficie completa. Se colocan sobre una capa delgada de arena, la misma que sirve para rellenar las juntas existentes entre adoquines.
7. Concreto compactado con rodillos.- Son concretos secos, de características resistentes similares a los concretos tradicionales, pero por su consistencia se consolidan con los sistemas generalmente utilizados para la compactación mediante equipos pesados de rodillos vibrantes y/o reumáticos.
La denominación de seco compactado se debe a su bajo contenido de humedad, entre el 4 y el 7 en peso de la masa total; el necesario para que se produzca la hidratación del cemento, por lo cual la consistencia de la mezcla es muy áspera y el asentamiento nulo.
En estos concretos es posibles disminuir el contenido del cemento, en relación con los convencionales, para obtener la misma performance y permitir que en sus construcción se utilicen procedimientos constructivos de gran rendimiento, empleando equipos propios de las tecnologías de pavimentos asfálticos y movimientos de tierras.
Puede estimarse que el costo de concreto compactado con rodillos es del orden del 80% del concreto tradicional variando, según las condiciones locales, el equipamiento de la empresa, etc.
8. Losas de concreto.- Las losas de concreto de cemento Pórtland se construyen con una mezcla de agregados gruesos, cemento y agua, con dosificaciones seleccionadas en el diseño, con el fin de alcanzar la resistencia especificada.
El contenido de cemento varía entre el 15 y el 20% en peso de la masa total y, en principio, es el responsable de la resistencia final de la mezcla.
El concreto para las losas presenta resistencias a la comprensión hasta de 350 y 60 Kgf/cm2 tracción por flexión, respectivamente. Esto hace que el comportamiento estructural sea único, ya que esta capacidad de absorber altos esfuerzos a tracción sin deformarse ni fatigarse, lo convierte en el material por excelencia para pavimentos.
Eventualmente, las losas de concreto de los pavimentos rígidos llevan refuerzo de acero, como son: los pavimentos continuos de concreto armado, los de concreto reforzado con fibras de acero y los pavimentos pretensados utilizados generalmente en aeropuertos.
Otras aplicaciones
9. Mezcla Asfáltica en caliente.- El cemento Pórtland es empleado como “filler” de aporte en las mezclas asfálticas en caliente. En general, las condiciones de calidad de tales mezclas pueden resumirse en tres: estabilidad, flexibilidad y durabilidad, en las cuales el cemento gravita significativamente, cumpliendo tres funciones principales: actuando como material de relleno de vacíos, como espesante de asfalto o mejorando la adherencia del par agregado –asfalto.
10. Reciclado de pavimentos fallados.- Consiste en aprovechar los materiales existentes de pavimentos fallados, la incorporación de cemento Pórtland en el material de base granular y rodadura asfáltica antigua, debidamente escarificados y pulverizados, permite obtener una capa de base de pavimento de gran resistencia, no susceptible al agua o a la acción de las heladas. La economía obtenida es obvia, dada la reducción de los costos de transporte, por culminación material existente y colocación del nuevo material, además del año que causa dicho transporte a vías anexas y el problema de desmonte que ocasiona.
APLICACIONES Y USOS EN COLOMBIA:
Las industrias mas importantes en colombia en Cuanto a su distribución de cemento como la sucursal CEMEX y ARGOS
ARGOS
CEMENTO GRIS
DE USO GENERAL
USOS
·
Producción de concretos para cimentaciones,
muros, contenciones, estructuras, rellenos y todo tipo de obra en general.
·
Preparación de morteros para mampostería, pega
de cerámicos, enchapes, acabados, recubrimientos y morteros de relleno.
·
Elaboración de morteros para pisos,
nivelaciones, lechadas y emboquillados.
·
Producción de elementos prefabricados de pequeño
y mediano formato.
·
Reparaciones, remodelaciones, pequeñas obras y
diversas aplicaciones domésticas.
BENEFICIOS
·
Desarrolla las resistencias requeridas tanto en
edades tempranas como en edades finales, garantizando un adecuado programa de
retiro de formaletas y puesta en funcionamiento de las estructuras.
·
Ofrece tiempos de fraguado controlados que
facilitan el manejo y colocación de las mezclas en obra, sin afectar los
tiempos de desmolde y desarrollo de resistencias.
·
Presenta moderados calores de hidratación
reduciendo el riesgo de fisuración y contribuyendo con una mejor apariencia y
mayor durabilidad de las estructuras.
·
La distribución granulométrica adecuada de sus
partículas ayudan a obtener resistencias más tempranas y mayor calidad en los
acabados.
·
Promueve la retención de humedad, generando
mezclas más plásticas y manejables que favorecen los procesos de colocación y
acabados.
·
Las adiciones incorporadas le confiere a los
concretos y morteros una mayor estabilidad en su volumen disminuyendo los
fenómenos de contracción, asentamientos plásticos.
CEMENTO GRIS DE USO ESTRUCTURAL
USOS
·
Es un cemento especial para la producción de
concretos estructurales, tales como los destinados para columnas, vigas, losas,
muros y cimentaciones en todo tipo de edificaciones y obras de infraestructura.
·
Concretos para pavimentos y pisos industriales.
·
Es ideal para producir concretos que requieren
una mayor resistencia inicial.
·
Gran aplicación en elementos de concretos
pretensados y postensados.
·
Amplio uso en diversos formatos prefabricados
con altas prestaciones estructurales.
BENEFICIOS
·
Ofrece un mayor rendimiento debido a sus mayores
resistencias, por lo tanto, para concretos de una misma resistencia, se
requieren menores dosificaciones.
·
El menor consumo de cemento le genera a la obra
un menor costo en la producción de concretos.
·
Permite diseños más eficientes para concretos de
rápido desmolde, reduciendo los tiempos de ejecución de la obra.
·
Rapidez de construcción porque los tiempos de
fraguado más cortos y altas resistencias iniciales, reducen la utilización de
formaletas.
·
Su mayor desarrollo de resistencias no
compromete a los concretos con una mayor generación de temperatura debido a su
moderado calor de hidratación, contribuyendo con la estabilidad volumétrica de
las estructuras y un menor riesgo de fisuración.
·
CEMENTO GRIS DE USO PETROLERO
USOS
·
Producto diseñado bajo los requerimientos de la
norma API SPEC 10 A cumpliendo con los requisitos especificados tales como tiempo
de bombeabilidad, consistencia, agua libre y resistencia mecánica.
·
Para ser usado en condiciones extremas de
aplicación tales como altas temperaturas y presiones presentes en profundidades
de hasta 8.000 ft. Conservando su composición, propiedades mecánicas, fluidez y
desempeño.
·
Su alta resistencia al ataque químico de
sulfatos (HSR) lo hace un Cemento ideal para trabajos en el subsuelo.
·
El cemento Petrolero Clase G - Argos es
compatible con una amplia gama de aditivos para las distintas formulaciones de lechadas
permitiéndoles así preparar y bombear el producto al espacio anular existente
entre el casing y las formaciones geológicas atravesadas por el pozo; proceso
denominado como cementación.
·
La finalidad de la operación de cementación es
generar un sello resistente entre las distintas zonas productoras de
hidrocarburos y acuíferos expuestas durante la operación de perforación.
Adicionalmente, el Cemento Petrolero Clase G - Argos busca controlar
la migración de gases, consolidar las zonas
productoras mecánicamente inestables, aislar al subsuelo comprometido en la
operación
y ligar el casing por la cual se extraerá
el crudo.
BENEFICIOS
·
Garantía de homogeneidad y baja variabilidad
como resultado de la dedicación y especialización exclusiva de una de nuestras plantas
en la producción de Cemento Petrolero Clase G - Argos, lo que se traduce en
menos pruebas de ensayo y menores
tiempos de respuesta en el proceso de
formulación de las lechadas.
·
Las lechadas formuladas con Cementos Petrolero
Clase G - Argos desarrollan alta adherencia de la lechada entre el casing y la formación
geológica, lo que se traduce en un mejor soporte para el casing.
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Cuando se perfora, su alta resistencia permite
proteger al casing de los esfuerzos y choques.
·
El bajo contenido de C A permite que las
lechadas sean poco susceptibles al ataque por sulfatos provenientes de los
estratos o fluidos circulantes en el pozo.
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Por su moderado calor de hidratación, reduce en
gran medida la posibilidad de fisuras por expansión térmica, evitando la
migración de fluidos hacia el casing y protegiéndola contra la corrosión.
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Posee un bajo contenido de cloruros.
·
Desarrolla alta resistencias a 100°F alrededor
de 650 PSIya140°F alrededor de 2.740 PSI
Mínima tendencia a la segregación y a la
contracción.(HSR)
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