Los cementos
pórtland son conglomerados o ligantes hidráulicos, de aspecto
pulverulento, llamados así porque sus partículas tienen
la propiedad de producir una reacción química en presencia
de agua, que se manifiesta por el aumento de la temperatura y endurecimiento
de la masa hasta convertirse en una piedra artificial de características
estables.
La composición
química y algunas características físicas pueden
dar al cemento propiedades diferentes. En Argentina, las fábricas
de cemento disponen de varios tipos de cemento pórtland con los
cuales cubren las necesidades del mercado de la construcción en
el país.
Los diferentes
tipos de Cemento Pórtland han sido normalizados por el Instituto
Argentino de Normalización (IRAM) y son sometidos a constantes
controles de calidad en las fábricas de origen antes de ser despachados
para su consumo
Cementos
Pórtland normalizados en la Argentina
Cementos
de Uso General
Son
aquellos cementos utilizados en la elaboración de hormigones que
serán colocados en elementos estructurales simples o armados donde
no se requieran propiedades especiales del cemento debido a cuestiones
de durabilidad. En cuanto a su designación, los cementos para uso
general se identifican con tres letras que indican el tipo de cemento
referido a su composición (ver tabla 1) y dos dígitos que
indican la categoría de resistencia a la que pertenece (ver tabla
2).
Tipo
de Cemento
|
|
Composición
|
Clinker
+ sulfato de calcio
|
Puzolana
(P)
|
Escoria
(E)
|
"Filler"
calcáreo (F)
|
Cemento
portland normal |
CPN
|
100-90
|
|
0-10
|
|
Cemento
portland con "filler" calcáreo |
CPF
|
99-80
|
|
|
1-20
|
Cemento
portland con escoria |
CPE
|
89-65
|
|
11-35
|
|
Cemento
portland compuesto |
CPC
|
98-65
|
2
o más con P + E + F35
|
Cemento
portland puzolánico |
CPP
|
85-50
|
15-50
|
|
|
Cemento
de alto horno |
CAH
|
65-25
|
|
35-75
|
|
Tabla 1:
Tipos de cemento y composición
Fuente: Norma IRAM 50.000
Categoría
de
Cemento
|
Resistencia
a Compresión
|
Método
de
Ensayo
|
2
días
|
7
días
|
28
días
|
CP
30
|
-
|
16 MPa
|
30
MPa
|
50 MPa
|
|
CP
40
|
³
10 MPa
|
-
|
40
MPa
|
60
MPa
|
IRAM
1622
|
CP
50
|
³
20 MPa
|
-
|
50
MPa
|
-
|
|
Tabla 2:
Clasificación por nivel de resistencia
Fuente: Norma IRAM 50.000
Adicionalmente, en las tablas 3 y 4 se muestran los requisitos químicos
y físicos, respectivamente, de los cementos para uso general.
Característica |
Unidad
|
Tipo
de cemento
|
CPN
|
CPE
|
CPP
|
CAH
|
CPF
|
CPC
|
Pérdida
por calcinación |
g/100g
|
4,0
|
4,0
|
4,0
|
4,0
|
12,0
|
-
|
Residuo
insoluble |
g/100g
|
2,0
|
2,0
|
-
|
2,0
|
5,0
|
-
|
Trióxido
de Azufre (SO3) |
g/100g
|
3,5
|
3,5
|
3,5
|
3,5
|
3,5
|
3,5
|
Óxido
de Magnesio (MgO) |
g/100g
|
5,0
|
-
|
5,0
|
-
|
6,0
|
-
|
Cloruros
(Cl-) |
g/100g
|
0,10
|
0,10
|
0,10
|
0,10
|
0,10
|
0,10
|
Sulfuros
(S2-) |
-
|
g/100g
|
0,10
|
0,50
|
0,10
|
1,0
|
0,10
|
Coeficiente
Puzolánico |
-
|
-
|
-
|
1,0
|
-
|
-
|
-
|
Tabla 3:
Propiedades químicas de los cementos para uso general
Fuente: Norma IRAM 50.000
Requisito |
Unidad
|
Mín.
|
Máx.
|
Método
deensayo
|
Finura |
Material
retenido sobreel tamiz IRAM 75 mm |
g/100
g
|
-
|
15,0
|
IRAM
1621
|
Superficie específica |
Promedio |
m2/
kg
|
250,0
|
-
|
IRAM
1623
|
Individual |
225,0
|
Constancia
de volumen |
Expansión en autoclave |
%
|
-
|
1,0
|
IRAM
1620
|
Tiempo
de fraguado |
inicial |
Min
|
45
|
-
|
IRAM
1619
|
final |
H
|
-
|
10
|
Contracción por secado (*) |
a los 28 d de la lectura inicial |
%
|
-
|
0,15
|
IRAM
1651-2
|
Requerimiento de agua, por ciento por masa de cemento (**) |
g/100
g
|
-
|
64,0
|
IRAM
1651-2
|
(*) Sólo
se aplica para los cementos tipo CPP.
(**) Sólo se aplica para los cementos tipo CPP y CPC.
Tabla 4:
Propiedades físicas de los cementos para uso general
Fuente: Norma IRAM 50.000
CPN - Cemento Portland Normal
Puede
decirse que este cemento portland es apto para todo tipo de construcción
que no requiere propiedades especiales por cuestiones de resistencia y/o
durabilidad.
CPF
- Cemento Portland con "filler" calcáreo
Al
igual que el cemento portland normal, este material es utilizado en la
construcción cuando el hormigón no presenta requerimientos
especiales. La característica más valorada de este material
es la buena trabajabilidad que le confiere a los morteros y hormigones
cuando se trabajan en estado fresco. Como contrapartida, al estar fabricado
con adiciones no activas, la resistencia final de los hormigones elaborados
con este material suele ser menor a la que se obtendría con otros
tipos de cemento.
CPE
- Cemento portland con escoria
Es
un cemento con contenido de escoria "moderado" ya que presenta
mayor contenido que el cemento portland normal y menor que el cemento
de escoria de alto horno. Puede utilizarse para cualquier tipo de construcción
y es especialmente recomendado cuando se tiene ataque moderado de sulfatos,
posibilidad de utilización de agregados reactivos (previo ensayo)
o se requieren buenas condiciones de impermeabilidad del hormigón.
CPC
- Cemento Portland Compuesto
Es
un cemento que combina los efectos benéficos del "filler"
calcáreo de excelente trabajabilidad en estado fresco, con la mayor
resistencia final y durabilidad de los cementos con adiciones activas.
Esta combinación hace que se obtengan cementos de muy buenas características
técnicas a costos razonables para el fabricante y el usuario del
cemento.
CPP
- Cemento Portland Puzolánico
Estos
cementos suelen ser más "lentos" en el desarrollo de
resistencia que otros debido fundamentalmente que la puzolana necesita
la formación del Ca(OH)2 (hidróxido de calcio) que se forma
como subproducto de la hidratación del clinker para combinarse
y formar compuestos similares a los del clinker hidratado. Cuando mayor
sea el contenido de adición activa de este cemento, es de esperar
que su hidratación sea más "lenta" y consecuentemente
también lo sea el desarrollo de resistencia. Generalmente los hormigones
elaborados con este tipo de cementos obtienen altas resistencias finales
y puede apreciarse cuando se ensayan probetas luego de 56 o 90 días
de edad. Si bien este cemento es apto para casi cualquier tipo de obra,
cuando el material resulta de comprobada eficacia, es especialmente recomendado
cuando se requieran propiedades especiales de durabilidad como ataque
de sulfatos, bajo calor de hidratación, inhibición de la
reacción álcali - agregado, impermeabilidad, etc.
CAH
- Cemento de alto horno
Este
cemento, que en la norma pierde la denominación "portland",
posee un alto contenido de una adición activa como lo es la escoria
granulada de alto horno. Es muy utilizado en obras de ingeniería
donde interesa fundamentalmente el bajo calor de hidratación y
una buena resistencia a sulfatos en caso de una exposición a aguas
o suelos sulfatados y/o a la reacción álcali - agregado
en caso de utilizarse agregados potencialmente reactivos. Es de esperar
un desarrollo de resistencia un tanto más "lento" que
el cemento normal debido a que la escoria granulada se hidrata a partir
del ambiente alcalino que le confiere la hidratación del clinker.
No obstante la resistencia final de los hormigones elaborados a partir
de este tipo de cemento suele ser mayor a la obtenida con CPN utilizado
en dosis similares.
Cementos
con Propiedades Especiales
Cuando
se requieren propiedades especiales en el hormigón, adicionalmente
a los requisitos de los cementos de uso general se especifican otros requerimientos
en función de las propiedades especiales buscadas en el producto.
Estos requisitos están especificados en la norma IRAM 50.001, según
se indica en las tablas 5 a 10:
Tabla 5 -
Requisitos específicos de cementos de alta resistencia inicial
(ARI)
Fuente: Norma IRAM 50.001
Nota: Ante
requerimiento del usuario o ente fiscalizador, el productor entregará
una muestra del clínker y de la puzolana o de la escoria de alto
horno e informará las proporciones empleadas en la elaboración
del cemento pórtland altamente resistente a los sulfatos con adiciones,
para que se proceda a su estudio.
Tabla 6 -
Requisitos específicos de cementos altamente resistente a los sulfatos
(ARS)
Fuente: Norma IRAM 50.001
Tabla 7 -
Requisitos específicos de cementos moderadamente resistente a los
sulfatos (MRS)
Fuente: Norma IRAM 50.001
Nota: Cuando
existan discrepancias al ensayar los cementos CPN, CPP, CAH o CPE con
el método indicado en la IRAM 1852, se debe ensayar el cemento
en cuestión con la IRAM 1617 (método de referencia), debiendo
cumplir con los requisitos establecidos en esta tabla.
Tabla 8 -
Requisitos específicos de cementos de bajo calor de hidratación
(BCH)
Fuente: Norma IRAM 50.001
Tabla 9 -
Requisitos específicos de cementos resistentes a la reacción
álcali-agregado (RRAA)
Fuente: Norma IRAM 50.001
Tabla 10
- Requisitos específicos de cementos blancos (B)
Fuente: Norma IRAM 50.001
ARI - de Alta Resistencia Inicial
En
general su utilización se limita a aquellos usos donde se necesita
habilitar rápidamente la estructura o se utiliza tecnología
de encofrado deslizante o se requiere una rápida reutilización
de los encofrados. Es de esperar que los hormigones elaborados con este
cemento obtengan resistencias a 7 días similares o mayores a las
que se obtendrían utilizando la misma dosificación con cualquier
cemento portland de categoría CP40 a los 28 días de edad.
Debido a que este cemento desarrolla alto calor de hidratación
no se recomienda en elementos estructurales cuya menor dimensión
lineal sea mayor a los 40 cm.
MRS
- Moderadamente Resistente a los Sulfatos
Es
un cemento al cual se le limita el contenido de AC3 (aluminato tricálcico)
a valores menores o iguales al 8 % en masa, lo cual hace a este material
apto para utilizarlo cuando existe un ataque moderado de sulfatos o será
utilizado en hormigones de estructuras en contacto directo con agua de
mar.
ARS
- Altamente Resistente a los Sulfatos
Es
el cemento conocido como ARS. La norma IRAM limita el contenido de AC3
(aluminato tricálcico) a un máximo de 4 % en masa y la suma
de AC3 + FAC4 (ferroaluminato tetracácico) debe ser menor o igual
a 22 %, calculados teóricamente de acuerdo a la composición
química. Su utilización se limita para estructuras sometidas
al ataque fuerte de sulfatos presentes en ciertas aguas y/o suelos de
contacto.
En
el caso del CPN (cemento portland normal) la norma limita los contenidos
de AC3 y FAC4 del cemento, mientras que en el caso de los cementos adicionados
(resto de los especificados en la norma IRAM 50.000), dichas limitaciones
se realizan sobre el clinker portland utilizado en la fabricación
ya que las fórmulas antes mencionadas solamente son aplicables
en cementos "puros".
BCH
- de Bajo Calor de Hidratación
Generalmente
este tipo de cementos se comercializa en combinación con cementos
portland con adiciones activas como son la escoria granulada de alto horno
y la puzolana. Se utiliza cuando interesa que el hormigón desarrolle
poco calor a partir de la hidratación del cemento, como es el caso
de las presas de hormigón o bases de grandes dimensiones. La norma
especifica valores máximos de desarrollo de calor de hidratación
de 270 kJ/kg (65 Cal/g) para 7 días y 310 kJ/kg (75 Cal/g) para
28 días de acuerdo al ensayo especificado en IRAM 1617 o 270 kJ/kg
(65 Cal/g) a 5 días utilizando el ensayo especificado en la norma
IRAM 1852 de acuerdo al tipo de cemento y/o el método de ensayo
disponible.
RRAA
- Resistente a la Reacción Álcali - Agregado
Existen
en nuestro país algunas pocas fuentes de agregados que presentan
potencialidad de reaccionar desfavorablemente con los álcalis del
cemento en estructuras sometidas a condiciones de humedad en forma más
o menos permanente. Si bien es recomendable utilizar agregados que no
sean potencialmente reactivos para la elaboración del hormigón,
existen casos que esto resulta económicamente inviable y se recurre
a cementos con bajos contenidos de álcalis o que posean alguna
adición activa que demuestre su capacidad de inhibición
o, al menos, "amortiguar" los efectos de la expansión
de manera que la reacción no resulte deletérea.
B
- Blanco
Es
un cemento que cumple los requerimientos de los cementos CPN o CPF o CPC
y tiene como requisitos adicionales la limitación de los contenidos
de óxido férrico y magnesio que actúan sobre el color
del material. También, se incorporó un requisito de blancura
que resulta de fundamental importancia para el usuario de este tipo de
cemento. Es un material que en nuestro país no esta muy difundido
debido a su alto costo y su utilización se restringe a hormigones
ornamentales o "a la vista" y cierto tipo de mosaicos o baldosas.
No hay que confundir con otros cementos blancos utilizados en la fabricación
de ciertas pastinas o algunas baldosas que utilizan cementos con altos
contenidos de adiciones activas y no activas que no cumplen los requisitos
de resistencia establecidos por IRAM para el cemento portland blanco.
|