Cemento Portland: Tipos, propiedades y usos

En la actualidad es uno de los materiales que más usan en el sector de la construcción. Hemos querido traerte un instructivo sobre el cemento portland para que sepas cómo aplicarlo en tus proyectos. ¡Continúa leyendo!

Es un cemento hidráulico artificial fabricado a partir de una mezcla de áridos, agua y fibras de acero. Lo que da como resultado una masa muy duradera y resistente llamada hormigón.

El cemento Portland es un polvo finamente molido compuesto principalmente, por silicato de calcio; mientras que en una cantidad más pequeña de aluminato de calcio.

Mezclada con agua, forma una pasta que se endurece a temperatura ambiente y se vuelve sólida.

Posee propiedades aglutinantes y de curado en presencia de agua; ya que reacciona químicamente con ella para formar un material con excelentes propiedades aglutinantes.

Su historia se remonta al año 1824. Cuando a un albañil inglés se le concedió la patente de su producto, el cemento Portland. Esto se debió a que su mezcla de cemento producía un hormigón de color similar al de la piedra caliza; la cual era extraída de las Islas de Portland, en el sur de Inglaterra.

El hijo de Joseph Aspdin, William Aspdin (1815-1864), comenzó a producir cemento Portland en 1843. En una fábrica llamada Rotherhithe, cerca de Londres.

William Aspdin está considerado como el primer productor moderno de cemento Portland.

Los materiales más utilizados son la piedra caliza, la cáscara y el yeso o la marga. En combinación con el esquisto, la arcilla, la pizarra o la escoria de alto horno, así como la arena de sílice y el mineral de hierro. La cal y la sílice constituyen aproximadamente el 85% de la masa de este cemento.

Además, la mayoría de los cementos contienen pequeñas cantidades de óxido de hierro, óxido de magnesio, trióxido de azufre y álcalis.

No obstante, la composición del cemento Portland ha cambiado a lo largo de los años. Sobre todo, porque experimentó un aumento del contenido de cal y una ligera disminución del contenido de sílice.

Si el contenido de cal aumenta por encima de un determinado valor, es difícil que se combine con otros compuestos.

Como resultado, puede haber cal libre en el clinker, lo que da lugar a cementos poco saludables.

Aunque el aumento del contenido de sílice también tiene sus consecuencias. En detrimento de la alúmina y el óxido de hierro, dificulta la integración del cemento y la formación de clinker.

Asimismo, en la composición del cemento portland, pueden estar presentes pequeñas cantidades de impurezas. Tales como el óxido de calcio (CaO) y el óxido de magnesio (MgO).

El cemento Portland se utiliza en la construcción de una amplia gama de estructuras. 

• El mortero de cemento se emplea como relleno para las grietas de las estructuras de hormigón.

• El mortero de cemento se utiliza para labores de construcción, enyesado y apuntado de juntas.

• El hormigón a base de cemento se utiliza en la construcción de diversas estructuras. Ejemplo de ellas son: edificios, puentes, depósitos de agua, túneles, pilones, etc.

• El cemento se utiliza para postes de alumbrado, postes de servicios públicos, traviesas de ferrocarril, postes, entre otras.

• El cemento se utiliza habitualmente para fabricar tubos de hormigón, sillas de jardín, urnas para residuos, macetas, etc.

• Es adecuado para la construcción de carreteras, pavimentos, campos para diversos deportes, etc.

• Para la fabricación de bloques de hormigón, adoquines, ladrillos. Así como proyectos de hormigón armado o estructuras que necesiten ser desmontadas rápidamente.

• Para erigir escaleras, fuentes, bancos, jardinería y escaleras públicas. Igualmente, para construir pilares de casas o edificios.

• También se empleado en grandes obras públicas (muelles, túneles, edificios, puentes, presas, etc.).

• Es usado para los pisos.

Los principales tipos de cementos portland son:

• Tipo I: Cemento Portland ordinario.

• Tipo II: Cemento modificado. 

• Tipo III: Cemento de endurecimiento rápido. 

• Tipo IV: Cemento Portland de baja temperatura.

• Tipo V: Cemento Portland de alto horno o cemento de escoria.

• Tipo VI: Cemento resistente a los sulfatos.

Ahora mismo explicaremos cada uno. Presta mucha atención.

Tipo I

Se elabora con una mezcla de yeso y clinker. Se utiliza en la construcción de edificios industriales y civiles (suelos, estructuras, viviendas, etc.).

Este tipo de cemento se utiliza en la mayoría de los proyectos; a menos que se detalle lo contrario en las especificaciones de construcción.

Las ventajas de este tipo de cemento son: su resistencia inicial y el corto tiempo que se emplea para desencofrarlo.

Tipo II

Se trata de un cemento modificado que es realmente útil para las estructuras que requieren grandes cantidades de hormigón. O que proporcionan resistencia al ataque de sulfatos o cloruros. Por ejemplo, estructuras en contacto con el agua.

Por esta razón, este cemento también puede encontrarse en puentes o tuberías de hormigón.

El Portland II obtiene su fuerza de manera más lenta que el Portland I. Entre sus principales características, destacamos la resistencia al deterioro y a la corrosión.

Tipo III

Inicialmente, ofrece una alta resistencia, pero con el tiempo, esta aumenta. De modo que, se necesitan 7 días para lograr una resistencia como los Portland ordinario; y 28 días para conseguir una resistencia de tipo II.

Se usa en la construcción de urgencia o de elementos prefabricados. Se puede decir que es muy recomendable en situaciones en las que se requiere una resistencia acelerada.

Tipo IV

Al ser un cemento con baja temperatura de hidratación, se utiliza para proyectos que no requieren una alta resistencia inicial.

También se utiliza en grandes proyectos de hormigón, como túneles y presas.

La resistencia óptima se alcanza después de 30 días. Sin embargo, el proceso es lento e inestable.

Tipo V

Este cemento se utiliza en la construcción de proyectos que requieren una alta resistencia a los álcalis y los sulfatos.

Para conseguirlo, es necesario reducir la cantidad de arcilla tricálcica, el componente más sensible a los sulfatos.

El cemento Portland tiene varias fortalezas.

En primer lugar, vale la pena considerar cuáles son las ventajas de este material:

• Tiene excelentes propiedades de resistencia. Por lo tanto, se usa con mayor frecuencia en la fabricación de estructuras monolíticas de hormigón y otros objetos similares.

• Soporta las bajas temperaturas. En tales condiciones, el material resiste la deformación y es difícil de agrietarse.

• Este material es impermeable. Es decir, que no sufre por la humedad.

• El cemento Portland también se puede usar para construir una base en condiciones difíciles. Bajo estos escenarios, se usa una solución resistente a los sulfatos.

• Hay varias variedades de cemento Portland: cada comprador puede elegir la mejor opción por sí mismo. Puede comprar una composición de curado rápido o de curado medio.

• Si has comprado cemento Portland de muy alta calidad, no deberías preocuparte por tu posterior contracción y deformación. Después de la instalación, no sufre de grietas ni otros daños similares.

La preparación de este cemento consta de 10 etapas. Veámoslas a continuación:

Recepción y preparación de las materias primas: 

Para los materiales duros, como la piedra caliza y la pizarra, se utiliza la voladura controlada para extraer la cantera. Mientras que para los materiales blandos (arcilla y marga) se utilizan excavadoras.

Aplastado

Una vez extraído y clasificado el material, se tritura hasta alcanzar un tamaño de partícula adecuado para la molienda. Luego se transporta mediante una cinta transportadora o un camión hasta la planta. Allí se almacena en el parque de prehomogeneización.

Pre-homogeneización

El material triturado se almacena en capas uniformes y luego se clasifica de forma controlada. Esta etapa permite preparar los diferentes componentes en la dosis correcta y reducir su variabilidad.

Molienda

Estos materiales se trituran para reducir su tamaño y facilitar la combustión en el horno.

Precalentador de ciclón

Permite alimentar el horno para calentar la materia prima para su combustión.

Producción de clinker: horno

Cuando la harina se introduce en el horno, la temperatura se eleva a 1.500 °C. Entonces, se produce una compleja reacción química que da lugar a la producción de clinker.

Producción de clinker: refrigerador

El clinker del horno se transfiere al enfriador, donde se bombea aire frío desde el exterior. La finalidad es reducir la temperatura de 1400 °C a 100 °C.

Trituración de clinker y elaboración de cemento

El clinker se mezcla con el yeso y los aditivos en el molino de cemento.

Almacenamiento

El cemento se separa por clases y se almacena en silos.

Embalaje o transporte a granel

El cemento se envasa en sacos o se carga en camiones cisterna y se transporta por carretera o ferrocarril.