Fortaleza. Desempeño. Pasión. Tipos de Cementos y Normativa Curso de Cementos
Agenda 1. Proceso general de fabricación de cemento 2. Normas de Cemento: Criterios en la Historia 3. Portafolio de Cementos Holcim 4. Sostenibilidad 5. Holcim Fuerte Tipo GU 6. Holcim Premium Tipo HE 7. Holcim Ultra Durable Tipo GU/HS 8. Holcim Base Vial Tipo LH
Proceso general de fabricación de cemento Extracción de materias primas Preparación de crudo Producción clinker Preparación cemento
Normas de Cementos: Criterios en la Historia 1ra. Generación Clasificación según composición química del producto final. 2da. Generación Definición de los componentes adicionales no tradicionales en el producto final: cantidad y calidad. 3ra. Generación Clasificación según el desempeño que el cliente requiere del producto final.
Normas de Cementos: Criterios en la Historia Título norma Norma Nacional Norma Internacional 1ra Publicación Edad Cementos Portland. Requisitos NTE INEN 152 ASTM C150 1940 74 años Cementos Hidráulicos Compuestos. Requisitos NTE INEN 490 ASTM C595 1967 47 años Cementos Hidráulicos. Requisitos de Desempeño NTE INEN 2380 ASTM C1157 1992 21 años
Cementos Portland Primera normativa establecida Nomenclatura I Uso general II Calor de hidratación moderado y resistencia moderada a los sulfatos. III Alta resistencia inicial IV Bajo calor de hidratación V Alta resistencia a los sulfatos Producir estos cementos genera grandes cantidades de CO2 debido a los procesos físico-químicos en su fabricación. Cemento en desuso Fuente: PCA Portland Cement Association
Cementos Hidráulicos Compuesto Parte del Clinker se sustituye por componentes minerales logrando cementos con desempeños equivalentes a los cementos puros. Nomenclatura: IP Cemento portland puzolánico IS Cemento portland de escoria de altos hornos IT Cemento compuesto ternario Generan menor cantidad de CO2 en su proceso de fabricación. Se introducen conceptos de durabilidad en los cementos y hormigones comunes. Fuente: PCA Portland Cement Association
Cementos Hidráulicos por Desempeño Normativa vigente Nomenclatura: GU Uso general HE Alta resistencia inicial HS Alta resistencia a los sulfatos MS Moderada resistencia a los sulfatos MH Moderado calor de hidratación LH Bajo calor de hidratación Elimina restricciones en la composición química del cemento. Requisito prioritario es cumplir con ciertos niveles de desempeño independientemente de como se logren los mismos. Fuente: PCA Portland Cement Association
Equivalencias Cementos Hidráulicos por Desempeño Cementos Hidráulicos Compuestos Cementos Portland GU IP Tipo I HE Tipo III HS Tipo V MS IP (MS) Tipo II MH IP (MH) Tipo IV LH
Cementos Portland vs. Cementos Compuestos Cementos Portland Clinker Yeso Cementos Compuestos Clinker Yeso MIC
Adiciones minerales (MIC) MIC son componentes del cemento que no provienen de la producción del Clinker. MIC pueden ser usados: Como materiales alternativos para incrementar el desempeño del cemento. Para la manufactura del hormigón Cuando se adiciona al Cemento Portland, su resultado es un Cemento Compuesto. Fuente: PCA Portland Cement Association
Adiciones minerales (MIC) en concreto Color más claro Mejora las propiedades del concreto fresco Menor calor de hidratación Contenido efectivo menor de álcalis Mayor resistencia tardía Alta resistencia química: ataque a sulfato y difusión de cloro Desempeño de los cementos compuestos Estructura densa y baja permeabilidad Fuente: PCA Portland Cement Association
Requisitos de desempeño acorde norma INEN 2380 Requisistos físicos normalizados Tipo de cemento Norma de ensayo aplicable GU HE MS HS MH LH Finura INEN 196 A A A A A A Cambio de longitud por autoclave, % máximo INEN 200 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 Tiempo de fraguado, método de Vicat Inicial, no menos de, minutos INEN 158 45 45 45 45 45 45 Inicial, no menos de, minutos 420 420 420 420 420 420 Contenido de aire del mortero, en volumen, % INEN 195 C C C C C C Resistencia a la compresión, MPA, mínimo 1 día INEN 488 - - 12 - - - - - - - - 3 días 13 24 11 11 5 - - 7 días 10 - - 18 18 11 11 28 días 28 - - - - 25 - - 21 Calor de hidratación 7 días, (kj/kg), máximo INEN 199 - - - - - - - - 290 250 (70) (60) 28 días, (kj/kg), máximo - - - - - - - - - - 290 (70) Expansión en barra de mortero INEN 2 529 14 días, % máximo 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 Expasión por sulfatos (resistencia a sulfatos) INEN 2 503 6 meses, % máximo - - - - 0,10 0,05 - - - - 1 año, % máximo - - - - - - 0,10 - - - - Requisistos opcionales Tipo de cemento Norma de ensayo aplicable GU HE MS HS MH LH Opción R. Baja reactividad con áridos reactivos INEN 867 álcali - sílice. Expansión a: 14 días, % máximo 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 56 días, % máximo 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 Falso fraguado, penetración final, % mínimo INEN 875 50 50 50 50 50 50 Resistencia a la compresión INEN 488 28 días, MPa, mínimo - - - - 28,0 - - 22,0 - - Fuente: NTE INEN 2380
Portafolio de cementos por desempeño Holcim
Sostenibilidad En la fabricación de cemento, la fuente principal de emisiones de CO2 ocurre durante la producción de Clinker. 1 tonelada de Clinker producido puede llegar a emitir al medio ambiente 1 tonelada de CO2. Los cementos compuestos pueden llegar a reducir hasta un 20% las emisiones de este gas a la atmósfera.
Durabilidad Resistencia al intemperismo, ataques químicos, la abrasión, etc. El uso cada vez más difundido del hormigón en países de clima cálido ha puesto en evidencia que las temperaturas elevadas, agravan los procesos químicos, tales como la corrosión y las reacciones álcali-agregado. PONER FOTO
Holcim Fuerte Tipo GU (1/6) Construcción de viviendas Obras en donde no se requiere características especiales para el cemento Ideal para: Cimentaciones Columnas Vigas Pilares Losas Morteros Albañilería en general Vías y pavimentos Pisos industriales Tanques y canales de agua no residual.
Holcim Fuerte Tipo GU: desempeño acorde norma INEN 2380 (2/6) Requisistos físicos normalizados Tipo de cemento Norma de ensayo aplicable GU HE MS HS MH LH Finura INEN 196 A A A A A A Cambio de longitud por autoclave, % máximo INEN 200 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 Tiempo de fraguado, método de Vicat Inicial, no menos de, minutos INEN 158 45 45 45 45 45 45 Inicial, no menos de, minutos 420 420 420 420 420 420 Contenido de aire del mortero, en volumen, % INEN 195 C C C C C C Resistencia a la compresión, MPA, mínimo 1 día INEN 488 - - 12 - - - - - - - - 3 días 13 24 11 11 5 - - 7 días 10 - - 18 18 11 11 28 días 28 - - - - 25 - - 21 Calor de hidratación 7 días, (kj/kg), máximo INEN 199 - - - - - - - - 290 250 (70) (60) 28 días, (kj/kg), máximo - - - - - - - - - - 290 (70) Expansión en barra de mortero INEN 2 529 14 días, % máximo 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 Expasión por sulfatos (resistencia a sulfatos) INEN 2 503 6 meses, % máximo - - - - 0,10 0,05 - - - - 1 año, % máximo - - - - - - 0,10 - - - - Requisistos opcionales Tipo de cemento Norma de ensayo aplicable GU HE MS HS MH LH Opción R. Baja reactividad con áridos reactivos INEN 867 álcali - sílice. Expansión a: 14 días, % máximo 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 56 días, % máximo 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 Falso fraguado, penetración final, % mínimo INEN 875 50 50 50 50 50 50 Resistencia a la compresión INEN 488 28 días, MPa, mínimo - - - - 28,0 - - 22,0 - - Fuente: NTE INEN 2380
Holcim Fuerte Tipo GU: resistencia a la compresión (3/6) Cemento Holcim Fuerte Tipo GU produce resistencias a la compresión, superiores a las especificadas en las normas: NTE INEN 490 NTE INEN 2380 *Los valores tomados para la medición de las resistencias de Holcim Fuerte Tipo GU obedecen a valores promedios de producción continua. Resistencias MPa 35 30 25 20 15 10 5 9 13 13 17 20 20 22 28 25 30 0 1 día 3 días 7 días 28 días NTE INEN 2380 (Tipo GU) NTE INEN 490 (Tipo IP) Holcim Fuerte Tipo GU Cemento Holcim Rocafuerte, Comercial, 2013-04-23
Holcim Fuerte Tipo GU: resistencia a la compresión (4/6) Para medir la resistencia a la compresión se elaboran cubos de mortero de 50 mm de arista. La norma solicita tres edades de evaluación 3, 7, 28 Por control se puede evaluar a un día
Holcim Fuerte Tipo GU: ventajas (5/6) Mejora la trabajabilidad de las mezclas Reduce la segregación y exudación Reduce el calor de hidratación y tendencia a la fisuración Buen desempeño de fraguado Resistencia, adecuada para la construcción de edificaciones
Holcim Fuerte Tipo GU: durabilidad (6/6) El hormigón se comporta satisfactoriamente bajo diferentes condiciones atmosféricas. Existen ambientes en los cuales la vida útil del hormigón será muy breve si no se toman medidas específicas. La exposición a los sulfatos, agua de mar Ácidos Carbonatación
Holcim Premium Tipo HE (1/4) Cemento hidráulico de alta resistencia inicial con adición de puzolana. Ideal para edificar estructuras con mayores resistencias mecánicas. Facilita procesos de desencofrado y apertura al público de elementos de hormigón en menor tiempo.
Holcim Premium Tipo HE (2/4) Requisistos físicos normalizados Tipo de cemento Norma de ensayo aplicable GU HE MS HS MH LH Finura INEN 196 A A A A A A Cambio de longitud por autoclave, % máximo INEN 200 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 Tiempo de fraguado, método de Vicat Inicial, no menos de, minutos INEN 158 45 45 45 45 45 45 Inicial, no menos de, minutos 420 420 420 420 420 420 Contenido de aire del mortero, en volumen, % INEN 195 C C C C C C Resistencia a la compresión, MPA, mínimo 1 día INEN 488 - - 12 - - - - - - - - 3 días 13 24 11 11 5 - - 7 días 10 - - 18 18 11 11 28 días 28 - - - - 25 - - 21 Calor de hidratación 7 días, (kj/kg), máximo INEN 199 - - - - - - - - 290 250 (70) (60) 28 días, (kj/kg), máximo - - - - - - - - - - 290 (70) Expansión en barra de mortero INEN 2 529 14 días, % máximo 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 Expasión por sulfatos (resistencia a sulfatos) INEN 2 503 6 meses, % máximo - - - - 0,10 0,05 - - - - 1 año, % máximo - - - - - - 0,10 - - - - Requisistos opcionales Tipo de cemento Norma de ensayo aplicable GU HE MS HS MH LH Opción R. Baja reactividad con áridos reactivos INEN 867 álcali - sílice. Expansión a: 14 días, % máximo 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 56 días, % máximo 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 Falso fraguado, penetración final, % mínimo INEN 875 50 50 50 50 50 50 Resistencia a la compresión INEN 488 28 días, MPa, mínimo - - - - 28,0 - - 22,0 - - Fuente: NTE INEN 2380
Holcim Premium Tipo HE (3/4) 45 42,3 40 35 32,1 *Los valores tomados para la medición de las resistencias de Holcim Premium Tipo HE obedecen a valores promedios de producción continua. Resistencias MPa 30 25 20 15 10 12 14,5 24 25,9 5 0 1 día 3 días 7 días 28 días NTE INEN 2380 Holcim Premium HE
Holcim Premium Tipo HE: aplicación (4/4) Concreto proyectado (shotcrete) en Túnel San Eduardo: Diseño: 25 Mpa a los 28 días. Resistencia a las 24 horas no inferior a 12 Mpa. Avance continuo de obra, voladuras.
Holcim Ultra Durable Tipo GU/HS (1/3) Cemento utilizado en la fabricación de hormigón expuesto a la acción severa de los sulfatos. Proporciona resistencia al ataque de iones cloruro minimizando el riesgo de corrosión. Ambientes agresivos Pilotes Zapatas Estructuras para ambientes marinos Plantas de tratamiento y de procesamiento de alimentos
Holcim Ultra Durable Tipo GU/HS: (2/3) Requisistos físicos normalizados Tipo de cemento Norma de ensayo aplicable GU HE MS HS MH LH Finura INEN 196 A A A A A A Cambio de longitud por autoclave, % máximo INEN 200 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 Tiempo de fraguado, método de Vicat Inicial, no menos de, minutos INEN 158 45 45 45 45 45 45 Inicial, no menos de, minutos 420 420 420 420 420 420 Contenido de aire del mortero, en volumen, % INEN 195 C C C C C C Resistencia a la compresión, MPA, mínimo 1 día INEN 488 - - 12 - - - - - - - - 3 días 13 24 11 11 5 - - 7 días 10 - - 18 18 11 11 28 días 28 - - - - 25 - - 21 Calor de hidratación 7 días, (kj/kg), máximo INEN 199 - - - - - - - - 290 250 (70) (60) 28 días, (kj/kg), máximo - - - - - - - - - - 290 (70) Expansión en barra de mortero INEN 2 529 14 días, % máximo 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 Expasión por sulfatos (resistencia a sulfatos) INEN 2 503 6 meses, % máximo - - - - 0,10 0,05 - - - - 1 año, % máximo - - - - - - 0,10 - - - - Requisistos opcionales Tipo de cemento Norma de ensayo aplicable GU HE MS HS MH LH Opción R. Baja reactividad con áridos reactivos INEN 867 álcali - sílice. Expansión a: 14 días, % máximo 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 56 días, % máximo 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 Falso fraguado, penetración final, % mínimo INEN 875 50 50 50 50 50 50 Resistencia a la compresión INEN 488 28 días, MPa, mínimo - - - - 28,0 - - 22,0 - - Fuente: NTE INEN 2380
Holcim Ultra Durable Tipo GU/HS (3/3) Grados de exposición Requisitos para concreto expuestos a soluciones que con1enen sulfatos Sulfatos acousolubles (SO4) en el suelo (porcentaje en peso) Sulfatos (SO4) disueltos en el agua (ppm) Relación agua/cemento máxima Tipos de cemento Despreciable 0,00 a 0,10 0 a 150 - - Tipo I - Tipo GU Moderada 0,10 a 0,20 150 a 1.500 0,5 Tipo II - Tipo MS Severa 0,20 a 2,00 1.500 a 10.000 0,45 Tipo V - Tipo HS Muy severa más de 2,00 más de 10.000 0,45 - - Fuente: ACI 201.2R
Holcim Base Vial Tipo LH (1/7) Cemento empleado donde la tasa de calor generado por la hidratación debe ser minimizada. Se utiliza en la construcción de obras de hormigón masivos y estabilización de suelos y bases por su adecuado desarrollo de resistencia.
Holcim Base Vial Tipo LH (2/7) Requisistos físicos normalizados Tipo de cemento Norma de ensayo aplicable GU HE MS HS MH LH Finura INEN 196 A A A A A A Cambio de longitud por autoclave, % máximo INEN 200 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 Tiempo de fraguado, método de Vicat Inicial, no menos de, minutos INEN 158 45 45 45 45 45 45 Inicial, no menos de, minutos 420 420 420 420 420 420 Contenido de aire del mortero, en volumen, % INEN 195 C C C C C C Resistencia a la compresión, MPA, mínimo 1 día INEN 488 - - 12 - - - - - - - - 3 días 13 24 11 11 5 - - 7 días 10 - - 18 18 11 11 28 días 28 - - - - 25 - - 21 Calor de hidratación 7 días, (kj/kg), máximo INEN 199 - - - - - - - - 290 250 (70) (60) 28 días, (kj/kg), máximo - - - - - - - - - - 290 (70) Expansión en barra de mortero INEN 2 529 14 días, % máximo 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 Expasión por sulfatos (resistencia a sulfatos) INEN 2 503 6 meses, % máximo - - - - 0,10 0,05 - - - - 1 año, % máximo - - - - - - 0,10 - - - - Requisistos opcionales Tipo de cemento Norma de ensayo aplicable GU HE MS HS MH LH Opción R. Baja reactividad con áridos reactivos INEN 867 álcali - sílice. Expansión a: 14 días, % máximo 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 56 días, % máximo 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 Falso fraguado, penetración final, % mínimo INEN 875 50 50 50 50 50 50 Resistencia a la compresión INEN 488 28 días, MPa, mínimo - - - - 28,0 - - 22,0 - - Fuente: NTE INEN 2380
Holcim Base Vial Tipo LH (3/7) Resistencias mínimas a compresión simple remendadas para suelos estabilizados con base vial por 1po de estructura Capa de suelo f c mínima a 7 días en Mpa estabilizada Pavimento Rígido Pavimento Flexible Base 3,5 5,2 Sub base 1,4 1,9 Resistencias mínimas por 1po de suelo estabilizado con base vial Clasificación SUCS Descripción genérica del suelo F c mínima a 7 días (Mpa) F c mínima a 28 días (Mpa) Rango \pico de uso de Base Vial (% en peso) GW,GC, GP, GM, SW, SC, SP, SM Suelos arenosos y gravas 2,1 2,7 4 a 11 CL, ML Suelos limosos 1,8 2,1 7 a 12 MH, CH Suelos arcillosos 1,4 1,7 10 a 16 Fuente: ACI 230.1R-08
Holcim Base Vial Tipo LH (4/7) Clasificación de suelos AASHTO A - 1 - a Clasificación de suelos ASTM Requerimientos de cemento para varios 1pos de suelo GW, GP, GM, SW, SP, SM Contenido de cemento*, % en peso Contenido de cemento para prueba de húmedad - Peso volumétrico (ASTMD 558), % en peso Contenido de cemento para pruebas de durabilidad (ASTMD 559 y D 506), % en peso 3-5 5 3-5 - 7 A - 1 - b GM, GP, SM, SP 5-8 6 4-6 - 8 A - 2 GM, GC, SM, SC 5-9 7 5-7 - 9 A - 3 SP 7-11 9 7-9 - 11 A - 4 CL, ML 7-12 10 8-10 - 12 A - 5 ML, MH, CH 8-13 10 8-10 - 12 A - 6 CL, CH 9-15 12 10-12 - 14 A - 7 MH, CH 10-16 13 11-13 - 15 Fuente: ACI 230
Holcim Base Vial Tipo LH (5/7) Bases estabilizadas con cemento: tramo de prueba Picoaza. Base granular tipo 1A Proctor 2000 kg/m3 Índice plástico: 13%
Holcim Base Vial Tipo LH (6/7) Bases estabilizadas con cemento: tramo de prueba Picoaza. Dosis de Cemento 7% CBR obtenido > 100% Índice plástico final < 6%
Holcim Base Vial Tipo LH (7/7) Hormigón compactado con Rodillo para Presas (HCR)