Este documento describe los principales aspectos del cemento y su uso en la ingeniería civil. Explica la historia, propiedades físicas y químicas, tipos, producción, normalización, comercialización y almacenamiento del cemento. También cubre las materias primas, proceso de fabricación, especificaciones y fabricantes de cemento en el Perú.

3. PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS Los cementos pertenecen a la clase de materiales denominados aglomerantes en construcción, como la cal aérea y el yeso (no hidráulico), el cemento endurece rápidamente y alcanza resistencias altas; esto gracias a reacciones complicadas de la combinación cal – sílice. Ej: Análisis químico del cemento: CaO 63 % (Cal) SiO2 20 % (Sílice) Al2O3 6 % (Alúmina) Fe2O3 3 % (Oxido de Fierro) MgO 1.5 % (Oxido de Magnesio) K2O + Na2O 1 % (Álcalis) Perdida por calcinación 2 % Residuo insoluble 0.5 % SO3 2 % (Anhídrido Sulfúrico) CaO Residuo 1 % (Cal libre) Suma 100%

7. TIPOS DE CEMENTO TIPOS DE CEMENTO PORTLAND PUZOLÁNICO: -Pórtland Puzolánico tipo IP : Donde la adición de puzolana es del 15 –40 % del total. - Pórtland Puzolánico tipo I(PM) : Donde la adición de puzolana es menos del 15 % - Pórtland Puzolánico tipo P : Donde la adición de puzolana es mas del 40% CEMENTOS ESPECIALES -Cemento Pórtland Blanco -Cemento de Albañilería -Cementos Aluminosos -Cementos compuestos

8. TIPOS DE CEMENTO- Aplicaciones Represa en Antamina, cemento Pórtland tipo II Complejo habitacional y comercial, cemento Pórtland tipo I Punta Lagunas de San Juan, cemento Pórtland puzolánico tipo I (PM)

9. PRODUCCION MATERIAS PRIMAS PARA LA FABR i CACION DEL CEMENTO: -COMPONENTES CALCAREOS a) C ALIZA b) LA CRETA c) LA MARGA -COMPONENTES CORRECTORES Se añaden en los casos en que las materias primas disponibles no contienen la cantidad suficiente de uno de los químicamente necesarios en el crudo. Los principales materiales correctores son: Diatomeas, Bauxita, Cenizas volantes, Cenizas de pirita, mineral de hierro, polvo de tragante de alto horno, arena

10. PRODUCCION MATERIAS PRIMAS PARA LA FABR I CACION DEL CEMENTO: --COMPONENTES ADICIONADOS -Oxido de manganeso -Álcalis : K 2 O, Na 2 O -Azufre -Cloruros -Floruros FASES MINERALES DEL CLINKER Al combinarse durante el proceso de sinterización en el horno los cuatro elementos: Calcio, Sílice, Aluminio y Hierro; se producen cuatro nuevos compuestos mineralógicos principales en el clinker, que son: -El SILICATO TRICALCICO 3CaO.SiO 2 (C 3 S) ALITA -El SILICATO BICALCICO 2CaO.SiO 2 (C 2 S) BELITA -El ALUMINATO TRICALCICO 3CaO.Al 2 O 3 (C 3 S) -El FERRO – ALUMINATO TETRACALCICO 4CaO . Al 2 O 3 . Fe 2 O 3 (C 4 AF)

12. NORMALIZACION - Se lleva a cabo por el Comité técnico permanente de normalización de cemento y cales. Tiene a su cargo a ASOCEM. Inicialmente las normas fueron dados por el ASTM, luego en el Perú se dio con INANTIC que luego fue reemplazado por ITINTEC y después la NTP. El cemento en el Perú es uno de los productos con mayor numero de normas que datan del proceso de normalización en el Perú. Existen: -7 normas sobre especificaciones -1 norma de muestreo -5 normas sobre ediciones -30 normas sobre métodos de ensayos

13. NORMALIZACION Las normas para el cemento son: ITINTEC 334.001: Definiciones y nomenclatura ITINTEC 334.002: Método para determinar la finura ITINTEC 334.004: Ensayo de autoclave para la estabilidad de volumen ITINTEC 334.006: Método de determinación de la consistencia normal y fraguado ITINTEC 334.007: Extracción de muestra ITINTEC 334.008: Clasificación y nomenclatura ITINTEC 334.016: Análisis químico, disposiciones generales ITINTEC 334.017: Análisis químico, método usual para determinar el diosado de silicio, oxido férrico oxido de calcio, aluminio y magnesio. ITINTEC 334.018: Análisis químico, anhidrido carbónico

14. NORMALIZACION ITINTEC 334.020: Análisis químico, perdida por calcinación ITINTEC 334.021: Análisis químico, residuo insoluble ITINTEC 334.041: Análisis químico, método de determinación de óxidos de sodio y potasio ITINTEC 334.042: Método para ensayos de resistencia a flexión y compresión del mortero plástico ITINTEC 334.046: Método de ensayo para determinar la finura por tamizado húmedo con tamiz Nº 325 ITINTEC 334.047: Método de determinación del calor de hidratación ITINTEC 334.048: Métodos de determinación del contenido de aire del mortero plástico

15. COMERCIALIZACION La mayor parte del cemento se comercializa en bolsas de 42.5 K. y el resto a granel, de acuerdo a los requerimientos del usuario. Las bolsas por lo general, son fabricadas en papel krap extensible tipo Klupac con variable contenido de hojas, que usualmente están entre dos y cuatro, de acuerdo a los requerimientos de transporte o manipuleo. En algunos casos cuando las condiciones del entorno lo aconseja, van provistas de un refuerzo interior de polipropileno. También la comercialización del cemento en bolsones con capacidad de 1.5 toneladas. Dichos bolsones se conocen como big bag.

17. FABRICAS DE CEMENTO 1. CEMENTOS LIMA: Fábrica: Atocongo – Lima Proceso: seco Combustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM): 1 100 000, 2 580 000 Tipos: Pórtland tipo I Marca Sol Pórtland puzolanico tipo IP Marca súper cemento atlas 2. CEMENTOS PACASMAYO: Fábrica: Planta Pacasmayo – La Libertad Proceso: seco Combustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM): 150 000, 690 000 Tipos: Pórtland tipo I Pórtland puzolanico tipo IP Pórtland tipo II Pórtland tipo V Pórtland MS-ASTM C-1157

18. FABRICAS DE CEMENTO 3. CEMENTO ANDINO: Fábrica: Condorcocha – Tarma Proceso: seco Combustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM): 460 000, 600 000 Tipos: Pórtland tipo I Pórtland tipo II Pórtland tipo V 4. CEMENTOS YURA: Fábrica: Yura - Arequipa Proceso: seco Combustible: Petróleo Capacidad instalada de clinker(TM): 260 000, 410 000 Tipos: Pórtland tipo I Pórtland puzolanico tipo IP Pórtland puzolanico tipo IPM Cemento de albañilería, marca estuco Flex

19. FABRICAS DE CEMENTO 5. CEMENTO SUR: Fábrica: Coracoto – Juliaca Proceso: húmedo Combustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM): 92 000, 63 000 Tipos: Pórtland tipo I, marca RUMI Pórtland puzolanico tipo IP, marca INTI Pórtland tipo II Pórtland tipo V

32. El Acero como material de construcción es muy utilizado debido a su rápida colocación, y sus óptimas propiedades a Tracción . En los últimos años se ha encarecido mucho el acero por lo que es un material no-económico y desde el punto de vista medioambiental, su producción conlleva un alto gasto energético, pero al ser un producto industrial su calidad es buena y su aplicación como armadura para el Concreto es extendida en todo el mundo. ACEROS

34. ACERO ALEADO Unión íntima entre dos o más metales en mezcla homogénea): <= 1.6% C, >= 0.6 % silicio, >= 1.6 % manganeso, + algún otro elemento, entre los cuales está: E cobre y el cromo mejoran la corrosión del acero. Un acero con >= 12% Cr, es un acero inoxidable. A cantidades altas de Ni y Mn: acero austenítico (resistencia alta y ductilidad) a todas las temperaturas Aceros con >= %12 Cr, y >= 7% Ni, forman el grupo de acero inoxidable austenítico Pequeñas cantidades de Vanadium hace formar cristales muy pequeños en la microestructura, consiguiendo mejores propiedades

38. PROCESO DE FABRICACIÓN DEL ACERO El acero se puede obtener a partir de dos materias primas fundamentales: • el arrabio, obtenido a partir de mineral en instalaciones dotadas de horno alto (proceso integral); • las chatarras férricas, que condicionan el proceso de fabricación. En líneas generales, para fabricar acero a partir de arrabio se utiliza el convertidor con oxígeno, mientras que partiendo de chatarra como única materia prima se utiliza exclusivamente el horno eléctrico (proceso electrosiderúrgico).

39. La chatarra Tras el proceso de reconversión industrial de la siderurgia en España se abandona la vía del horno alto y se apuesta de forma decidida por la obtención de acero a través de horno eléctrico. En este proceso, la materia prima es la chatarra, a la que se le presta una especial atención, con el fin de obtener un elevado grado de calidad de la misma. La calidad de la chatarra depende de tres factores: • de su facilidad para ser cargada en el horno; • de su comportamiento de fusión (densidad de la chatarra, tamaño, espesor, forma, etc.); • de su composición, siendo fundamental la presencia de elementos residuales que sean difíciles de eliminar en el proceso del horno.

40. Puesto en horno eléctrico La fabricación del acero en horno eléctrico se base en la fusión de las chatarras por medio de una corriente eléctrica, y al afino posterior del baño fundido. El horno eléctrico: El horno eléctrico consiste en un gran recipiente cilíndrico de chapa gruesa (15 a 30 mm de espesor) forrado de material refractario que forma la solera que alberga el baño de acero líquido y escoria. El resto del horno está formado por paneles refrigerados por agua. La bóveda es desplazable para permitir la carga de la chatarra a través de unas cestas adecuadas. La bóveda está dotada de una serie de orificios por los que se introducen los electrodos, generalmente tres, que son gruesas barras de grafito de hasta 700 mm de diámetro. Los electrodos se desplazan de forma que se puede regular su distancia a la carga a medida que se van consumiendo.

41. Fase de fusión Una vez introducida la chatarra en el horno y los agentes reactivos y escorificantes (principalmente cal) se desplaza la bóveda hasta cerrar el horno y se bajan los electrodos hasta la distancia apropiada, haciéndose saltar el arco hasta fundir completamente los materiales cargados. El proceso se repite hasta completar la capacidad del horno, constituyendo este acero una colada. Proceso de fabricación del acero El proceso de fabricación se divide básicamente en dos fases: la fase de fusión y la fase de afino. Fase de afino: El afino se lleva a cabo en dos etapas. La primera en el propio horno y la segunda en un horno cuchara. En el primer afino se analiza la composición del baño fundido y se procede a la eliminación de impurezas y elementos indeseables (silicio, manganeso, fósforo, etc.) y realizar un primer ajuste de la composición química por medio de la adición de ferroaleaciones que contienen los elementos necesarios (cromo, niquel, molibdeno, vanadio, titanio, etc.).

42. TIPOS DE ACERO ACERO CORTEN El Acero Corten es un Acero común al que no le afecta la corrosión . Es una aleación de Acero con níquel, cromo, cobre y fósforo que, tras un proceso de humectación y secado alternativos forma una delgadísima película de óxido de apariencia rojizo-púrpura. ACERO CALMADO El Acero Calmado o Reposado es aquel que ha sido desoxidado por completo previamente a la colada, por medio de la adición de metales. Mediante este procedimiento se consiguen piezas perfectas pues no produce gases durante la solidificación, evitando las sopladuras.

43. ACERO CORRUGADO Barra de Acero cuya superficie presenta resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el concreto, que forman estructuras de concreto armado.

45. ACERO LAMINADO Veamos una barra de acero sometida a tracción , con los esfuerzos se deforma aumentando su longitud. Si se quita la tensión, la barra de acero recupera su posición inicial y su longitud primera, sin sufrir deformaciones remanentes. Todo ésto dentro de ciertos márgenes, es decir dentro de cierto límite al que denominamos Límite Elástico . ACERO AL CARBONO Acero consituidopor un mínimo no especificado de elementos de aleación ; el aumento de la proporción de carbono reduce su ductilidad y soldabilidad aunque aumenta su resistencia .

46. ACERO DE ALEACION Acero que en su constitución posee el agregado de varios elementos que sirven para mejorar sus propiedades físicas, mecánicas o químicas especiales. Los elementos que se pueden agregar son: carbono , cromo, molibdeno, o níquel (en cantidades que exceden el mínimo establecido). ACERO DULCE Tipo de acero cuyos niveles de carbono se sitúan entre el 0,15% y el 0,25%; es casi hierro puro, de gran ductilidad y resistencia a la corrosión .

47. ACERO EFERVECENTE El acero efervescente se emplea para grandes requisitos superficiales; suele usarse en perfiles , chapas finas y alambres. ACERO INTEMPERIZADO Acero sometido a un tratamiento especial mediante el cual se ha mejorado su límite elástico.

48. MATERIALES DE ACERO PARA LA CONSTRUCCION VARILLA CORRUGADA Son barras de acero de sección circular, resaltos en su superficie, obtenidas a partir de palanquillas o lingotes laminados en caliente. Uso o aplicación: son utilizadas como refuerzo en las estructuras de concreto armado. Características: Grado A42: fluencia mínima 4.200 kg/cm2. Resistencia a la tracción 6.300 kg/cm2

49. FLEJES LAMINADOS EN CALIENTE Son productos de acero para la fabricación de vigas electrosoldadas, cortados de bobinas laminadas en caliente que se sueldan mediante el proceso de resistencia eléctrica de alta frecuencia. Uso o aplicación: Son utilizados fundamentalmente en las industrias de la construcción metalmecánica, industria petrolera y petroquímica.

50. TUBOS Definición: Son productos de acero obtenidos a partir de flejes, cortados de bobinas laminadas en caliente, cuyo ancho corresponde al diámetro del tubo a fabricarse. Dichos flejes son doblados dándole la forma tubular deseada (redonda, cuadrada o rectangular), se sueldan longitudinalmente y se cortan a la longitud requerida. Uso y aplicación: Son utilizados fundamentalmente en la industria de la construcción para la fabricación de estructuras metálicas como puentes, edificios, torres de transmisión, etc.

51. Vigas de acero Definición: Son productos netamente de acero que cumplen funciones preliminares muy importantes en una construcción. Usos o aplicación: Son utilizados fundamentalmente en la industria de la construcción para la fabricación de estructuras metálicas como puentes, edificios, torres de transmisión, etc.

52. MALLA ELECTROSOLADA Definición: Las mallas electro soldadas se componen de barras de acero negro o inoxidable, lisas o corrugadas, laminadas en frio, longitudinales y transversales, que se cruzan en forma rectangular, estando las mismas soldadas en todas sus intersecciones. • Aplicaciones y Usos - Malla Electrosoldada en Rollos: En el refuerzo de túneles, como malla para shotcrete y malla de temperatura para la construcción. - Malla Electrosoldada en Planchas: En el sector construcción, reemplazando a las mallas de fierro tradicional. - Malla Electrosoldada: En el sector minero, para canales hidráulicos, en acero inoxidable, para filtrado y multiusos.

53. Clavos de acero: importancia en la construcción. Definición. Un clavo es una pieza delgada de metal usada para sujetar o fijar dos o más piezas. Varían de longitud, tamaño y estilo, desde tachuelas pequeñas hasta clavos pesados. Habitualmente, un clavo tiene tres partes principales: la punta, el astil o cuerpo y la cabeza. En la actualidad esta pieza de la construcción es hecha de alambre de acero. Aplicaciones: Los diversos tipos de clavos incluyen los de acabado para techado, para pisos, para moldeado, para anillados, acanalado en espiral, para albañilería, entre otras variedades.