obra en san marcos

La obra visitada el día 21 de junio del presente año en la universidad mayor de san marcos nos mostro una gran variedad de materiales usados en esta, la esistencia que producen en su aplicación y el modo de emplearlos.

Entre tantos materiales mostrados mi interés se centro en uno “El Cemento” que es un componente primordial en toda construcción.

“EL CEMENTO”

En ingeniería civil y construcción se denomina cemento a un conglomerante hidráulico que, mezclado con agregados pétreos (árido grueso o grava más árido fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme, manejable y plástica capaz de fraguar y endurecer al reaccionar con el agua y adquiriendo por ello consistencia pétrea, el hormigón o concreto. Su uso está muy generalizado, siendo su principal función la de aglutinante.

• INTRODUCCION
  El concreto es un material durable y resistente pero, dado que se trabaja en su forma líquida, prácticamente puede adquirir cualquier forma. .Esta combinación de características es la razón principal por la que es un material de construcción tan popular para exteriores.
  Ya sea que adquiera la forma de un camino de entrada amplio hacia una casa moderna, un paso vehicular semicircular frente a una residencia, o una modesta entrada delantera, el concreto proporciona solidez y permanencia a los lugares donde vivimos.
  En la forma de caminos y entradas, el concreto nos conduce a nuestro hogar, proporcionando un sendero confortable hacia la puerta.
  Además de servir a nuestras necesidades diarias en escalones exteriores, entradas y caminos, el concreto también es parte de nuestro tiempo libre, al proporcionar la superficie adecuada para un patio.
  El concreto de uso común, o convencional, se produce mediante la mezcla de tres componentes esenciales, cemento, agua y agregados, a los cuales eventualmente se incorpora un cuarto componente que genéricamente se designa como aditivo.
  Al mezclar estos componentes y producir lo que se conoce como una revoltura de concreto, se introduce de manera simultánea un quinto participante representado por el aire.
  La mezcla intima de los componentes del concreto convencional produce una masa plástica que puede ser moldeada y compactada con relativa facilidad; pero gradualmente pierde esta característica hasta que al cabo de algunas horas se torna rígida y comienza a adquirir el aspecto, comportamiento y propiedades de un cuerpo sólido, para convertirse finalmente en el material mecánicamente resistente que es el concreto endurecido.
  La representación común del concreto convencional en estado fresco, lo identifica como un conjunto de fragmentos de roca, globalmente definidos como agregados, dispersos en una matriz viscosa constituida por una pasta de cemento de consistencia plástica. Esto significa que en una mezcla así hay muy poco o ningún contacto entre las partículas de los agregados, característica que tiende a permanecer en el concreto ya endurecido .
  Consecuentemente con ello, el comportamiento mecánico de este material y su durabilidad en servicio dependen de tres aspectos básicos:
  Las características, composición y propiedades de la pasta de cemento, o matriz cementante, endurecida.
  La calidad propia de los agregados, en el sentido más amplio.
  La afinidad de la matriz cementante con los agregados y su capacidad para trabajar en conjunto.
  En el primer aspecto debe contemplarse la selección de un cementante apropiado, el empleo de una relación agua/cemento conveniente y el uso eventual de un aditivo necesario, con todo lo cual debe resultar potencialmente asegurada la calidad de la matriz cementante.
  En cuanto a la calidad de los agregados, es importante adecuarla a las funciones que debe desempeñar la estructura, a fin de que no representen el punto débil en el comportamiento del concreto y en su capacidad para resistir adecuadamente y por largo tiempo los efectos consecuentes de las condiciones de exposición y servicio a que esté sometido.
  Finalmente, la compatibilidad y el buen trabajo de conjunto de la matriz cementante con los agregados, depende de diversos factores tales como las características físicas y químicas del cementante, la composición mineralógica y petrográfica de las rocas que constituyen los agregados, y la forma, tamaño máximo y textura superficial de éstos.
  De la esmerada atención a estos tres aspectos básicos, depende sustancialmente la capacidad potencial del concreto, como material de construcción, para responder adecuadamente a las acciones resultantes de las condiciones en que debe prestar servicio. Pero esto, que sólo representa la previsión de emplear el material potencialmente adecuado, no basta para obtener estructuras resistentes y durables, pues requiere conjugarse con el cumplimiento de previsiones igualmente eficaces en cuanto al diseño, especificación, construcción y mantenimiento de las propias estructuras.

• HISTORIA
  Cualquier sustancia que aglutine materiales puede considerarse como cemento. En construcción el término "cemento" se refiere a aquellos agentes que se mezclan con agua para obtener una pasta aglutinante.
  El hombre desde el inicio de su existencia ha tratado mejorar sus condiciones de vida y conseguir comodidad, para ello ha mantenido una constante búsqueda de elementos y materiales que le posibiliten efectuar construcciones que le permitan hacer realidad su propósito.
  El ligante más antiguo con características cementicias encontrado, data de 7.000 años AC, descubierto en 1985, durante la construcción de la carretera Yiftah El en Galilea.
  Los egipcios, griegos y romanos usaron materiales cementicios naturales sometidos en algunos casos a tratamientos térmicos imperfectos, siendo comunes los morteros elaborado en base de cal.
  Los romanos aproximadamente en el año 200 AC perfeccionaron los materiales cementicios al mezclar cal hidráulica con una ceniza volcánica extraída cerca de Pozzuoli, y al material obtenido lo denominaron "opus caementicium."
  Con este material posteriormente llamado Cemento Romano fabricaron hormigón con resistencias de hasta 5 MPa con el cual construyeron sus famosos monumentos.
  Muchos de los monumentos Romanos no se destruyeron por la acción del tiempo sino más bien por el vandalismo y el uso de sus materiales para otras edificaciones como castillos e iglesias. Sin embargo, hay monumentos que hasta hoy perduran como el Panteón en Roma construido por Agripa (año 27 AC) destruido por un incendio, fue reconstruido por Adriano en el año 120 de nuestra Era y que desde entonces se conserva indemne, posiblemente porque en el año 609 fue convertido en la iglesia de Santa María de los Mártires y en la Era moderna fue sede de la Academia de los Virtuosos de Roma. Su cúpula de 44 m de luz, fue por muchos siglos la más grande del mundo.
  
• CARACTERISTICAS ESENCIALES DEL CEMENTO
  La influencia que el cemento portland ejerce en el comportamiento y propiedades de la pasta cementante y del concreto, derivan fundamentalmente de la composición química del clinker y de su finura de molienda. En el caso de los cementos portland-puzolana, habría que añadir a esos dos factores los referentes a las características físicas y químicas de la puzolana y el contenido de ésta en el cemento.
  Composición química
  Una vez que el agua y el cemento se mezclan para formar la pasta cementante, se inicia una serie de reacciones químicas que en forma global se designan como hidratación del cemento. Estas reacciones se manifiestan inicialmente por la rigidización gradual de la mezcla, que culmina con su fraguado, y continúan para dar lugar al endurecimiento y adquisición de resistencia mecánica en el producto.
  Aun cuando la hidratación del cemento es un fenómeno sumamente complejo, existen simplificaciones que permiten interpretar sus efectos en el concreto. Con esto admitido, puede decirse que la composición química de un clinker portland se define convenientemente mediante la identificación de cuatro compuestos principales, cuyas variaciones relativas determinan los diferentes tipos de cemento portland:
  Compuesto Fórmula del óxido Notación abreviada
  Silicato tricálcico 3CaO SiO2 C3S
  Silicato dicálcico 2CaO SiO2 C2S
  Aluminato tricálcico 3CaO A1203 C3A
  Aluminoferrito tetracálcico 4CaO A1203 Fe203 C4AF
  En términos prácticos se concede que los silicatos de calcio (C3S y C2S) son los compuestos más deseables, porque al hidratarse forman los silicatoB hidratados de calcio (S-H-C) que son responsables de la resistencia mecánica y otras propiedades del concreto. Normalmente, el C3S aporta resistencia a corto y mediano plazo, y el C2S a mediano y largo plazo, es decir, se complementan bien para que la adquisición de resistencia se realice en forma sostenida.
  El aluminato tricálcico (C3A) es tal vez el compuesto que se hidrata con mayor rapidez, y por ello propicia mayor velocidad en el fraguado y en el desarrollo de calor de hidratación en el concreto. Asimismo, su presencia en el cemento hace al concreto más susceptible de sufrir daño por efecto del ataque de sulfatos. Por todo ello, se tiende a limitarlo en la medida que es compatible con el uso del cemento.
  Finalmente, el aluminoferrito tetracálcico es un compuesto relativamente inactivo pues contribuye poco a la resistencia del concreto, y su presencia más bien es útil como fundente durante la calcinación del clinker y porque favorece la hidratación de los otros compuestos.
  Conforme a esas tendencias de carácter general, durante la elaboración del clinker portland en sus cinco tipos normalizados, se realizan ajustes para regular la presencia de dichos compuestos de la siguiente manera:
  -Tipo Característica Ajuste principal
  I Sin características especiales Sin ajustes específicos en este aspecto
  II Moderados calor de hidratación y resistencia a los sulfatos Moderado C3A
  III Alta resistencia rápida Alto C3S
  IV Bajo calor de hidratación Alto C2S, moderado C3A
  V Alta resistencia a los sulfatos Bajo C3A
  Otro aspecto importante relativo a la composición química del clinker (y del cemento portland) se refiere a los álcalis, óxidos de sodio (Na2O) y de potasio (K2O), cuyo contenido suele limitarse para evitar reacciones dañinas del cemento con ciertos agregados en el concreto. Esto ha dado motivo para el establecimiento de un requisito químico opcional, aplicable a todos los tipos de cemento portland, que consiste en ajustar el contenido de álcalis totales, expresados como Na2o, a un máximo de 0.60 por ciento cuando se requiere emplear el cemento junto con agregados reactivos.

• PROCESO PRODUCTIVO
  El cemento es un aglomerante utilizado en obras de ingeniería civil, proveniente de la pulverización del clinker obtenido por fusión incipiente de materiales arcillosos y calizos, que contengan óxidos de calcio, silicio, aluminio y fierro en cantidades dosificadas, adicionándole posteriormente yeso sin calcinar.
  El proceso de fabricación del cemento se inicia con la explotación de los yacimientos de materia prima, en tajo abierto.
  El material resultante de la voladura es transportado en camiones para su trituración, los mismos que son cargados mediante palas o cargadores frontales de gran capacidad. La fabricación de cemento consiste en cuatro etapas:
  
  - Trituración y molienda de la materia prima
  Las principales materias primas son silicatos y aluminatos de calcio, que se encuentran bajo la forma de calizas y arcillas explotadas de canteras, por lo general ubicadas cerca de las plantas de elaboración del clinker y del cemento. Otras materias primas son minerales de fierro (hematita) y sílice, los cuales se añaden en cantidades pequeñas para obtener la composición adecuada. La trituración de la roca Se realiza en dos etapas, inicialmente se procesa en una chancadora primaria, del tipo cono que puede reducirla de un tamaño máximo de 1.5 m hasta los 25 cm. El material se deposita en un parque de almacenamiento. Seguidamente, luego de verificar su composición química, pasa a la trituración secundaria, reduciéndose su tamaño a 2 mm aproximadamente.
  
  El material triturado se lleva a la planta propiamente dicha por cintas transportadoras, depositándose en un parque de materias primas. En algunos casos se efectúa un proceso de pre-homogeneización.
  La siguiente etapa comprende la molienda, por molinos de bolas o por prensas de rodillos, que producen un material de gran finura. En este proceso se efectúa la selección de los materiales, de acuerdo al diseño de la mezcla previsto, para optimizar el material crudo que ingresará al horno, considerando el cemento de mejores características.
  
  
  -Homogeneización y mezcla de la materia prima
  Luego de triturarse la caliza y arcilla en las canteras mismas, de las cuales se la transporta a la planta de procesamiento, se le mezcla gradualmente hasta alcanzar la composición adecuada, dependiendo del tipo de cemento que se busque elaborar, obteniéndose el polvo crudo.
  El material molido debe ser homogeneizado para garantizar la efectividad del proceso de clinkerización mediante una calidad constante. Este procedimiento se efectúa en silos de homogeneización.
  El material resultante constituido por un polvo de gran finura debe presentar una composición química constante.
  
  -Calcinación del polvo crudo: obtención del clinker
  Una vez homogeneizado el polvo crudo, se procede a calcinarlo en hornos que funcionan a altas temperaturas (hasta alcanzar los 1450 grados centígrados), de modo que se "funden" sus componentes y cambia la composición química de la mezcla, transformándose en clinker.
  El polvo crudo es introducido mediante sistema de transporte neumático y debidamente dosificada a un intercambiador de calor por suspensión de gases de varias etapas, en la base del cual se instala un moderno sistema de pre calcinación de la mezcla antes de la entrada al horno rotatorio donde se desarrollan las restantes reacciones físicas y químicas que dan lugar a la formación del clinker. El intercambio de calor se produce mediante transferencias térmicas por contacto íntimo entre la materia y los gases calientes que se obtienen del horno, a temperaturas de 950 a 1,100°C en un sistema de 4 a 6 ciclones en cascada, que se encuentran al interior de una torre de concreto armado de varios pisos, con alturas superiores a los cien metros.
  
  -Transformación del clinker en cemento
  Posteriormente el clinker se enfría y almacena a cubierto, y luego se le conduce a la molienda final, mezclándosele con yeso (retardador del fraguado), puzolana (material volcánico que contribuye a la resistencia del cemento) y caliza, entre otros aditivos, en cantidades que dependen del tipo de cemento que se quiere obtener. Como resultado final se obtiene el cemento.
  El horno es el elemento fundamental para la fabricación del cemento. Está constituido por un tubo cilíndrico de acero con longitudes de 40 a 60 m y con diámetros de 3 a 6 m, que es revestido interiormente con materiales refractarios, en el horno para la producción del cemento se producen temperaturas de 1,500 a 1,600°C, dado que las reacciones de clinkerización se encuentra alrededor de 1,450°C. El clinker que egresa al horno de una temperatura de 1,200 °C pasa luego a un proceso de enfriamiento rápido por enfriadores de parrilla. Seguidamente por transportadores metálicos es llevado a una cancha de almacenamiento.
  
  Desde este depósito y mediante un proceso de extracción controlada, el clinker es conducido a la molienda de cemento por molinos de bolas a circuito cerrado o prensas de rodillos con separadores neumáticos que permiten obtener una finura de alta superficie específica. El cemento así obtenido es transportado por medios neumáticos para depositarse en silos donde se encuentra listo para ser despachado.El despacho del cemento portland que produce la planta, se realiza en bolsas de 42,5 Kg como a granel.Desde este depósito y mediante un proceso de extracción controlada, el clinker es conducido a la molienda de cemento por molinos de bolas a circuito cerrado o prensas de rodillos con separadores neumáticos que permiten obtener una finura de alta superficie específica. El cemento así obtenido es transportado por medios neumáticos para depositarse en silos donde se encuentra listo para ser despachado.El despacho del cemento portland que produce la planta, se realiza en bolsas de 42,5 Kg como a granel.
  
  Tipos de fabricación:
  Existen dos procesos de producción:
  i. fabricación por vía seca
  ii. fabricación por vía húmeda.
  En la fabricación seca, una vez que las materias primas han sido trituradas, molidas y homogeneizadas pasan a un horno que alcanza temperaturas de 1,400 grados centígrados, obteniéndose de este modo el clinker. Seguidamente, se deja reposar el clinker por un periodo de entre 10 y 15 días para luego adicionarle yeso y finalmente triturarlo para obtener cemento. En la fabricación por vía húmeda, se combinan las materias primas con agua para crear una pasta que luego es procesada en hornos a altas temperaturas para producir el clinker. En el Perú, la mayor parte de las empresas utilizan el proceso seco, con excepción de Cementos Sur, que utiliza la fabricación por vía húmeda, y Cementos Selva que emplea un proceso semi-húmedo.
  
• TIPOS DE CEMENTO EN EL MERCADO PERUANO
  
  La industria de cemento en el Perú produce los tipos y clases de cemento que son requeridos en el mercado nacional, según las características de los diferentes procesos que comprende la construcción de la infraestructura necesaria para el desarrollo, la edificación y las obras de urbanización que llevan a una mejor calidad de vida.Los diferentes tipos de cemento que se encuentran en el mercado cumplen estrictamente con las normas nacionales e internacionales.
  De esta manera existe una gran variedad de este material (cemento), de distintos componentes, productores y precios, pero casi todos con la misma finalidad.

Cemento Portland

Un cemento hidráulico producido mediante la pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o más de las formas de sulfato de calcio, como una adición durante la molienda.

-Cemento portland tipo 1, normal es el cemento portland destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo.
-Cemento portland tipo 2, de moderada resistencia a los sulfatos es el cemento portland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así sea especificado

-Cemento portland tipo 5, resistente a los sulfatos es el cemento Portland del cual se requiere alta resistencia a la acción de los sulfatos.
-Cemento portland Puzolánico
El cemento que contiene puzolana se obtiene por la pulverización conjunta de una mezcla de clinker portland y puzolana con la adición eventual de sulfato de calcio. El contenido de puzolana debe estar comprendido entre 15% y 40% en peso del total. La puzolana será un material silicoso o silico-aluminoso, que por si misma puede tener poca o ninguna actividad hidráulica pero que, finamente dividida y en presencia de humedad, reacciona químicamente con el hidróxido de calcio a temperaturas ordinarias para formar compuestos que poseen propiedades hidráulicas.
-Cemento Portland Puzolánico Tipo IP .- Para usos en construcciones generales de concreto. El porcentaje adicionado de puzolana se encuentra entre 15% y 40%.
-Cemento Portland Puzolánico Modificado Tipo IPM.- Cemento Portland Puzolánico modificado para uso en construcciones generales de concreto. El porcentaje adicionado de puzolana es menor de 15%.
Cemento Portland de escoria de alto hornoEl cemento que contiene escoria de alto horno se obtiene por la pulverización conjunta de una mezcla de clinker Portland y escoria granulada de alto horno, con la adición eventual de sulfato de calcio. El contenido de escoria granulada de alto horno debe estar comprendido entre 25% y 65% en peso del total.El cemento Portland de escoria modificado tiene un contenido de escoria granulada menor que el 25%. La escoria granulada de alto horno, es el subproducto del tratamiento de minerales de hierro en el alto horno, que para ser usada en la fabricación de cementos, debe ser obtenida en forma granular por enfriamiento rápido y además debe tener una composición química conveniente.

Cemento Tipo MS

Que corresponde a la norma de performance de cementos Portland adicionados, en el tipo de moderada resistencia a los sulfatos.

Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co,Es un cemento adicionado obtenido por la pulverización conjunta de clinker portland, materias calizas como travertinos y/o hasta un máximo de 30% de peso.

Cemento de Albañilería

El cemento de albañilería es el material obtenido por la pulverización conjunta de clinker Portland y materiales que aún careciendo de propiedades hidráulicas o puzolánicas, mejoran la plasticidad y la retención de agua, haciéndolos aptos para trabajos generales de albañilería.

• EMPRESAS QUE PRODUCEN CEMENTO EN EL PERU
  Las empresas cementeras en Perú, producen los siguientes tipos de cemento:
  

Cemento Andino S.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolánico Tipo I (PM)

Cementos Lima S.A.Cemento Portland Tipo I; Marca "Sol"Cemento Portland Tipo IP - Marca "Super Cemento Atlas"
Cementos Pacasmayo S.A.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolánico Tipo IPCemento Portland MS-ASTM C-1157Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co

Cementos Selva S.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolánico Tipo IPCemento Portland Compuesto Tipo 1Co
Cemento Sur S.A.Cemento Portland Tipo I - Marca "Rumi"Cemento Portland Puzolánico Tipo IPM - Marca "Inti"Cemento Portland Tipo II*Cemento Portland Tipo V*
Yura S.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IPCemento Portland Tipo IPM