Zaragoza, 20 de octubre de 2.009

Transcripción

1 Zaragoza, 20 de octubre de 2.009

2 Cemento Molienda conjunta de: - Clinker - Yeso (regulador de fraguado) - Adiciones

3 Caliza Trituración Homogeneización Dosificación Arcilla Marga Mezcla de crudo Correctores Clinker Horno harina Adiciones Molino Yeso Cemento Almacenamiento y expedición Molino

4 Tipos de cementos UNE-EN 197-1:2.000 Designación de los 27 Princi- productos pales tipos (tipos de cementos comunes) Escoria Clínker K de horno alto S Humo de Sílice D (2) Composición (proporción en masa 1) Componentes principales Puzolana Cenizas volantes Natural Cálcicas Natural P Silícicas V calcinada Q W Constit. Esquistos Caliza Minorit. Calcinados T L LL CEM I Cemento Portlad CEM I Cemento Portlad CEM II/A-S con escoria CEM II/B-S Cemento Portland con humo de sílice CEM II/A-D CEM II/A-P Cemento CEM II/B-P Portland con puzolana CEM II/A-Q CEM II/B-Q CEM II/A-V Cemento CEM II/B-V Portland con CEM II CEM II/A-W ceniza volante CEM II/B-W Cemento Pórtland con CEM II/A-T esquistos calcinados CEM II/B-T CEM II/A-L Cemento CEM II/B-L Portland CEM II/A-LL con caliza CEM II/B-LL Cemento CEM II/A-M Portland mixto CEM II/B-M Cemento con CEM III/A CEM III escorias de horno CEM III/B alto CEM III/C CEM IV Cemento CEM IV/A puzolánico CEM IV/B CEM V Cemento CEM V/A Compuesto CEM V/B

5 Exigencias mecánicas y físicas de los cementos comunes UNE-EN 197-1:2.000 Clase resistente Resistencia a compresión (MPa) Resistencia inicial Resistencia normal 2 días 7 días 28 días Tiempo de principio de fraguado (min) Expansión (mm) 32,5 R 16 32,5 R 10 42,5 N 10 42,5 R 20 52,5 N 20 52,5 R

6 Tipos de cementos y aplicación general Cementos comunes UNE-EN 197-1:2000 CEM I - Cementos Portland: H de resistencia alta / prefabricación. CEM II - Cementos Portland mixtos: H y M en general (no especiales). CEM III - Cemento de horno alto: H en masa y armados y M en general, ambientes agresivos. CEM IV - Cementos puzolánicos: ambientes agresivos por aguas puras/ácidas, áridos reactivos. CEM V - Cementos compuestos: estabilización, suelocemento, bases carreteras, presas, macizos Cementos resistentes a los sulfatos (SR): UNE : Aguas o terrenos con sulfatos, yesos Cementos resistentes al agua de mar (MR): UNE : Ambientes marinos. Cementos de bajo/muy bajo calor de hidratación (LH VLH): UNE :2001 / UNE-EN 14216: grandes masas, tiempo caluroso. Cementos blancos (BL): UNE 80305:2005 H. y M. blancos y coloreados. Cementos para usos especiales (ESP) UNE 80307: Estabilización, SC y GC, subbases carreteras Cementos de aluminato de calcio (CAC): UNE-EN 14647:2006 H. y M. refractarios, medios agresivos, endurecimiento rápido, anti-abrasión.

7 Conceptos básicos DETERIORO DEL HORMIGÓN Procesos físicos. Fisuración. Heladas, con ó sin empleo de sales fundentes: La presencia de sales fundentes hace más severo el ataque por helada, (penetración de agentes de deshielo desde el exterior). Clase F (EHE): contenido aire ocluido horm. > 4,5%. Erosión Clase E (EHE): Resistencias fck 30 MPa, arena de cuarzo ó dureza similar, árido grueso L. A. < 30, contenido máximo de cemento para prevenir fisuración de 400 / 375 / 350 kg/m 3 según el TMA sea 10 / 20 / 30 mm, y curado prolongado.

8 Conceptos básicos DETERIORO DEL HORMIGÓN Ataques químicos y biológicos. Ataque por ácidos * Conversión de los compuestos cálcicos de la pasta endurecida en sales cálcicas del ácido correspondiente, con destrucción de la capa expuesta. * No es relevante la porosidad de la pasta. Ataque por sulfatos * Reacciona sobre el componente aluminato, originandose etringita. * La presencia de SO4 = en aguas (> 600 mg/l) y suelos (> mg/kg) hace prescriptivo el empleo de cemento sulforesistente, (C 3 A limitado). Ataque por álcalis * Sustancia reactiva: los áridos. * Las soluciones alcalinas pueden atacar a la sílice amorfa / dolomítas de los áridos dando lugar a la formación del gel álcali-sílice / Mg(OH) 2. * Empleo de cementos de bajos álcalis, (Na 2 O)eq < 0,60 Empleo de cementos con adiciones Mejora de la impermeabilidad/ recubrimientos. Procesos biológicos * Daños mecánicos, humedad, ácidos húmicos. * Alcantarillado: el sulfuro de hidrógeno se transforma en ácido sulfúrico.

9 Conceptos básicos DETERIORO DEL HORMIGÓN Corrosión del acero. Situación del acero en el hormigón. * La alcalinidad del hormigón (ph ~ 15) protege al acero de la corrosión. En estas condiciones se forma una capa microscópica de óxido (capa pasiva). * La capa pasiva puede destruirse localmente ó en toda la superficie debido a la carbonatación (Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O), ó a la acción de los iones cloruro (que penetran por la red capilar difusión). * Factor principal a controlar: calidad del hormigón del recubrimiento = espesor + permeabilidad.

10 INSTRUCCIÓN EHE-08 - Anejo 4 : RECOMENDACIONES PARA LA SELECCIÓN DEL TIPO DE CEMENTO A EMPLEAR EN HORMIGONES ESTRUCTURALES CRITERIOS DE SELECCIÓN 1.- La aplicación general ó estructural específica del hormigón. 2.- Las circunstancias de hormigonado. 3.- La clase de exposición.

11 INSTRUCCIÓN EHE-08 - Anejo 4 : Selección del tipo de cemento en función de la aplicación (I) APLICACIÓN CEMENTOS RECOMENDADOS Hormigón en masa Hormigón armado Todos los cementos comunes excepto los tipos CEM II A-Q, CEM II B-Q, CEM II A-W, CEM II B-W, CEM II A-T, CEM II B-T, y CEM III/C. Cementos para usos especiales ESP VI-1. Todos los cementos comunes excepto los tipos: CEM II A-Q, CEM II B-Q, CEM II A-W, CEM II B-W, CEM II A-T, CEM II B-T, CEM III/C y CEM V/B. Hormigón pretensado incluidos los Cementos comunes de los tipos CEM I, CEM II A-D, CEM II A- prefabricados estructurales V, CEM II A-P, y CEM II A-M (V-P). Elementos estructurales prefabricados de hormigón armado Muy adecuados los cementos comunes de los tipos CEM I, CEM II-A y adecuado el cemento común tipo CEM IV/A cuando así se deduzca de un estudio experimental específico. Hormigón en masa y armado en grandes volúmenes Resultan muy adecuados los cementos comunes tipos CEM III/B y CEM IV/B y adecuados los cementos comunes de los tipos CEM II/B, CEM III/A, CEM IV/A y CEM V/A. Cementos para usos especiales ESP VI-1. Es muy recomendable la característica adicional de bajo calor de hidratación (LH) y de muy bajo calor de hidratación (VLH) según los casos.

12 INSTRUCCIÓN EHE-08 - Anejo 4 : Selección del tipo de cemento en función de la aplicación (II) APLICACIÓN Hormigón de alta resistencia Hormigones para reparaciones rápidas de urgencia CEMENTOS RECOMENDADOS Muy adecuados los cementos comunes tipo CEM I y adecuados los cementos comunes tipos CEM II/A-D y CEM II/A 42,5 R. El resto de cementos comunes tipo CEM II/A pueden resultar adecuados cuando así se deduzca de un estudio experimental específico. Los cementos comunes tipos CEM I, CEM II A-D, y el cemento de aluminato de calcio (CAC). Hormigones para desencofrado y descimbrado rápido Los cementos comunes tipo CEM I y CEM II. Hormigón proyectado Hormigones con áridos potencialmente reactivos Los cementos comunes tipo CEM I y CEM II/A. Resultan muy adecuados los cementos comunes tipos CEM III, CEM IV, CEM V, CEM II A-D, CEM II B-S y CEM II/B-V, y adecuados los cementos comunes tipo CEM II B-P y CEM II/B-M.ación (LH) y de muy bajo calor de hidratación (VLH) según los casos.

13 INSTRUCCIÓN EHE-08 - Anejo 4 : Selección del tipo de cemento en función de la aplicación (III) Aplicaciones estructurales específicas: Cimentaciones APLICACIÓN CEMENTOS RECOMENDADOS Cimentaciones de hormigón en masa Cimentaciones de hormigón armado Muy adecuados los cementos comunes tipo CEM IV/B, siendo adecuados el resto de cemento comunes, excepto los CEM II/A-Q, CEM II B-Q, CEM II A-W, CEM II B-W, CEM II A-T, CEM II B-T. En todos los casos es recomendable la característica adicional de bajo calor de hidratación (LH). Es necesario cumplir las prescripciones relativas al empleo de la característica adicional de resistencia a los sulfatos (SR) ó al agua de mar (MR) cuando corresponda. Muy adecuados los cementos comunes tipo CEM IV/B, siendo adecuados el resto de cemento comunes, excepto los CEM II/A-Q, CEM II B-Q, CEM II A-W, CEM II B-W, CEM II A-T, CEM II B-T. En todos los casos es recomendable la característica adicional de bajo calor de hidratación (LH). Es necesario cumplir las prescripciones relativas al empleo de la característica adicional de resistencia a los sulfatos (SR) ó al agua de mar (MR) cuando corresponda.

14 INSTRUCCIÓN EHE-08 - Anejo 4 : Selección del tipo de cemento en función de la aplicación (IV) Aplicaciones estructurales específicas: Obras portuarias y marítimas. APLICACIÓN Obras portuarias y marítimas TIPO DE HORMIGÓN En masa Armado CEMENTOS RECOMENDADOS (Característica adicional MR cuando sea preceptivo) Cementos comunes excepto los tipos CEM III/C, CEM II A-Q, CEM II B-Q, CEM II A-W, CEM II B-W, CEM II A-T, CEM II B-T, y CEM III/C. Cementos comunes excepto los tipos CEM II/A-Q, CEM II B-Q, CEM II A-W, CEM II B-W, CEM II A-T, CEM II B-T, CEM III/C y CEM V/B. Pretensado Cementos comunes de los tipos CEM I, CEM II/A-D, CEM II/A-P, CEM II A-V y CEM II/A-M (V,P).

15 INSTRUCCIÓN EHE-08 - Anejo 4 : Selección del tipo de cemento en función de la aplicación (V) Aplicaciones estructurales específicas: Presas APLICACIÓN CEMENTOS RECOMENDADOS (Clase resistente baja y LH muy recomendable) Presas de hormigón vibrado Cementos comunes de los tipos CEM II/A, CEM III/B y CEM IV/A. Presas de hormigón compactado Cementos comunes de los tipos CEM III, CEM IV y CEM V. Cementos para usos especiales ESP VI-1. Cementos especiales de muy bajo calor de hidratación VLH III, VLH IV y VLH V, y Cementos de escoria de horno alto de baja resistencia inicial L

16 INSTRUCCIÓN EHE-08 - Anejo 4 : Selección del tipo de cemento en función de la aplicación (VI) Aplicaciones estructurales específicas: Obras hidráulicas distintas de las presas. APLICACIÓN Tubos de hormigón, canales, y otras aplicaciones hidráulicas TIPO DE HORMIGÓN En masa Armado Pretensado CEMENTOS RECOMENDADOS Cementos comunes excepto los tipos CEM III/C, CEM II A-Q, CEM II B-Q, CEM II A-W, CEM II B-W, CEM II A-T, CEM II B-T, y CEM III/C. Cementos comunes excepto los tipos CEM II/A-Q, CEM II B-Q, CEM II A-W, CEM II B-W, CEM II A-T, CEM II B-T, CEM III/C y CEM V/B. Cementos comunes de los tipos CEM I, CEM II/A-D, CEM II/A-P, CEM II A-V y CEM II/A-M (V,P).

17 INSTRUCCIÓN EHE-08 - Anejo 4 : Selección del tipo de cemento en función de las circunstancias de hormigonado. APLICACIÓN CEMENTOS RECOMENDADOS Hormigonado en tiempo frio. Los cementos comunes tipo CEM I, CEM II/A y CEM IV/A. Hormigonado en ambientes secos y sometidos al viento y, en general, en condiciones que favorecen la desecación del hormigón. Cementos comunes tipo CEM I y CEM II/A Isolación fuerte u hormigonado en tiempo caluroso. Los cementos comunes tipos CEM I, CEM III/A, CEM IV/A y CEM V/A.

18 INSTRUCCIÓN EHE-08 - Anejo 4 : Selección del tipo de cemento en función de las clases de exposición CLASE DE EXPOSICIÓN TIPO DE PROCESO CEMENTOS RECOMENDADOS I Ninguno Todos los cementos según la aplicación prevista. II III IV Q Corrosión de las armaduras de origen diferente de los cloruros Corrosión de las armaduras por cloruros de origen marino Corrosión de las armaduras por cloruros de origen no marino Ataque al hormigón por sulfatos CEM I, cualquier CEM II (preferentemente CEM II/A), CEM III/A y CEM IV/A. Muy adecuados los cementos CEM II/S, CEM II/V (pref. CEM II/B-V), CEM II/P (pref. CEM II/B-P), CEM II A-D, CEM III, CEM IV (pref. CEM IV/A) y CEM V/A. MR. Preferentemente, los CEM I y CEM II/A, además los mismos que para la clase de exposición III. Los mismos que para la clase de exposición III. SR. Q Lixiviación del hormigón por aguas puras, ácidas, ó con CO2 agresivo. Los cementos comunes de los tipos CEM II/P, CEM II/V, CEM II A-D, CEM II-S, CEM III, CEM IV y CEM V. Q Reactividad álcali-árido. Cementos de bajo contenido en alcalinos (óxidos de sodio y de potasio) en los que (Na2O)eq = Na < 0,60.

19 EHE 08 Clases Generales de Exposición relativas a la corrosión de armaduras. CLASE GENERAL DE EXPOSICIÓN Clase Subclase Designación Tipo de proceso DESCRIPCIÓN EJEMPLOS No agresiva I Ninguno Interiores no sometidos a condensaciones. Hormigón en masa. Elementos estructurales de edificios, incluidos los forjados, que no estén sometidos a la intemperie. Normal Humedad alta II a Corrosión de origen diferente de los cloruros. Exteriores sometidos a humedades relativas medias altas (<65%) ó a condensaciones. Exteriores en ausencia de cloruros y expuestos a lluvia en zonas con precipitación media anual superior a 600 mm. Elementos enterrados ó sumergidos. Sótanos no ventilados, cimentaciones, estribos, pilas y tableros de puentes en zonas sin impermeabilizar con precipitación media anual superior a 600 mm. Tableros de puentes impermeabilizados en zonas con sales de deshielo y precipitación m. a. superior a 600 mm. Elementos de hormigón a la intemperie en zonas con precipitación m. a. superior a 600 mm. Forjados en cámara sanitaria ó en interiores en cocinas y baños ó en cubierta no protegida. Humedad media II b Corrosión de origen diferente de los cloruros. Exteriores en ausencia de cloruros, sometidos a la acción del agua de lluvia, en zonas con precipitación media anual inferior a 600 mm. Elementos estructurales en construcciones exteriores protegidas de la lluvia. Tableros y pilas de puentes en zonas con precipitación media anual inferior a 600 mm. Aérea III a Corrosión por cloruros Elementos de estructuras marinas por encima del nivel de pleamar. Elementos exteriores de estructuras situadas en las proximidades de la línea costera (<5 km) Elementos estructurales de edificaciones y puentes en las proximidades de la costa. Zonas aéreas de diques, pantalanes y otras obras de defensa litoral. Instalaciones portuarias. Marina Sumergida III b Corrosión por cloruros MR Elementos de estructuras marinas sumergidas permanentemente por debajo del nivel mínimo de bajamar. Zonas sumergidas de diques, pantalanes y otras obras de defensa litoral. Cimentaciones y zonas sumergidas de pilas de puentes en el mar. En zona de carrera de mareas y zonas de salpicaduras III c MR Corrosión por cloruros Elementos de estructuras marinas situadas en la zona de salpicaduras o en zona de carrera de mareas. Zonas situadas en el recorrido de marea de diques, pantalanes y otras obras de defensa del litoral. Zonas de pilas de puentes sobre el mar, situadas en el recorrido de marea. Con cloruros de origen diferente del medio marino IV Corrosión por cloruros Instalaciones no impermeabilizadas en contacto con agua que presente un contenido elevado de cloruros, no relacionados con ambiente marino. Superficies expuestas a sales de deshielo no impermeabilizadas. Piscinas e interiores de los edificios que las albergan. Pilas de pasos superiores o pasarelas en zonas de nieve. Estaciones de tratamiento de agua.

20 EHE 08 Clases Generales de Exposición / Durabilidad del Hormigón CLASE GENERAL DE EXPOSICIÓN Clase Subclase Designación Tipo de proceso MÁXIMA RELACIÓN a/c HM HA HP MÍNIMO CONTENIDO DE CEMENTO HM HA HP No agresiva I Ninguno 0,65 0,65 0, Normal Humedad alta II a Corrosión de origen diferente de los cloruros - 0,60 0, Humedad media II b Corrosión de origen diferente de los cloruros - 0,55 0, Marina Aérea III a Corrosión por cloruros - 0,50 0, Sumergida III b Corrosión por cloruros - 0,50 0, En zona de carrera de mareas y zonas de salpicaduras Con cloruros de origen diferente del medio marino III c IV Corrosión por cloruros - 0,45 0, Corrosión por cloruros - 0,50 0,

21 EHE 08 Clases Específicas de Exposición - Descripción CLASE ESPECÍFICA DE EXPOSICIÓN Clase Subclase Designación Tipo de proceso DESCRIPCIÓN EJEMPLOS Química agresiva Débil Qa Ataque químico Elementos situados en ambientes con contenido de sustancias químicas capaces de provocar la alteración del hormigón con velocidad lenta. Instalaciones industriales con sustancias débilmente agresivas. Construcciones en proximidades de áreas industriales, con agresividad débil. Media Qb Ataque químico Elementos en contacto con agua de mar. Elementos situados en ambientes con contenidos de sustancias químicas capaces de provocar la alteración del hormigón con velocidad media. Dolos, bloques y otros elementos para diques. Estructuras marinas en general. Instalaciones industriales con sustancias de agresividad media. Construcciones en proximidades de áreas industriales, con agresividad media. Instalaciones de conducción y tratamiento de aguas residuales con agresividad media. Fuerte Qc Ataque químico Elementos situados en ambientes con contenidos de sustancias químicas capaces de provocar la alteración del hormigón con velocidad rápida. Instalaciones industriales con sustancias de agresividad alta. Instalaciones de conducción y tratamiento de aguas residuales con agresividad alta. Construcciones en proximidades de áreas industriales, con agresividad fuerte. Con Sin sales Ataque hielo- Elementos situados en contacto frecuente con Construcciones en áreas de montaña. heladas fundentes H deshielo agua o zonas con humedad relativa media Estaciones invernales. ambiental en invierno superior al 75% y que tengan una probabilidad anual superior al 50% de alcanzar al menos una vez temperaturas por debajo de -5ºC. Con sales fundentes F Ataque por sales fundentes Elementos destinados al tráfico de vehículos o peatones en zonas con más de 5 nevadas anuales o con valor medio de la temperatura mínima en invierno inferior a 0ºC. Tableros de puentes o pasarelas en zonas de alta montaña, en las que se utilizan sales fundentes. Erosión E Abrasión cavitación Elementos sometidos a desgaste superficial. Elementos de estructuras hidráulicas en los que la cota piezométrica pueda descender por debajo de la presión de vapor del agua. Pilas de puentes en cauces muy torrenciales. Elementos de diques, pantalanes y otras obras de defensa del litoral que se encuentran sometidas a fuertes oleajes. Pavimentos de hormigón. Tuberías de alta erosión.

22 EHE 08 Clases Específicas de Exposición / Durabilidad del Hormigón CLASE ESPECÍFICA DE EXPOSICIÓN Clase Subclase Designación Tipo de proceso MÁXIMA RELACIÓN a/c HM HA HP MÍNIMO CONTENIDO DE CEMENTO HM HA HP Química agresiva Débil Qa Ataque químico 0,50 0,50 0, Media Qb Ataque químico 0,50 0,50 0, Fuerte Ataque Qc químico 0,45 0,45 0, Con heladas Sin sales fundentes H Ataque hielodeshielo 0,55 0,55 0, Con sales fundentes F Ataque por sales fundentes 0,50 0,50 0, Erosión E Abrasión cavitación 0,50 0,50 0,

23 OTRAS CONSIDERACIONES En general, casi todos los cementos son aptos para casi todas las aplicaciones. Es más importante la consecución de un hormigón compacto y con una suficiente reserva alcalina, que la propia elección del tipo óptimo de cemento. Cementos con caliza: consideración en los finos del hormigón (EHE art. 31.1). Cloruros del cemento: consideración en el hormigón (EHE art. 31.1). Cemento de aluminato de calcio: Anejo nº 3 EHE 08. Empleo de adiciones: sólo CEM I (art. 30 EHE 08). Los cementos con adición proporcionan a la pasta mejor resistencia frente la penetración de cloruros, pero son más sensibles a un curado defectuoso.

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