QUÍMICA DE MATERIALSEnginyeria Civil, 2011

Química dels ciments: Nomenclatura de ciments i normativa.

11

� Existeixen varis tipus de ciments que determinen la seva aplicació en construcció.

� Reglamentació: “Instrucción para la recepción de cementos RC 2008”. UNE-80.000.

NOMENCLATURA I CLASSIFICACIÓ

22

1.- Ciment Pòrtland (CEM I)

2.- Ciment Pòrtland amb addicions (CEM II). Se substitueix part del clinker de Pòrtland per l’addició corresponent:

� 2.1. CEM II-S (escòria)� 2.2. CEM II –V i CEM II- W (cendres volants)� 2.3. CEM II-P i CEM II- Q (putzolanes naturals i calcinades)� 2.4. CEM II- L i CEM II- LL (filler calcari)� 2.5. CEM II-D (fum de sílice)� 2.6. CEM II- T (esquists calcinats, bituminosos)

NOMENCLATURA I CLASSIFICACIÓ

33

3.- Ciment d’addicions. El percentatge de clinker de Pòrtland és molt baix respecte les addicions:

� 3.1. CEM III (ciment d’alt forn, té escòries).

� 3.2. CEM IV (ciment putzolànic, té cendres volants/putzolanes/fum de sílice).

� 3.3. CEM V (ciment compost, té totes les addicions).

4.- Ciment d’ aluminat càlcic, CAC/R. Conegut com a ciment aluminós.

NOMENCLATURA I CLASSIFICACIÓ

44

5.- Ciment Pòrtland amb característiques addicionals i usos especials:

A la nomenclatura desapareix “CEM”

P. ex. I 42,5 R / SR

Característiques especials:

� SR: resistents als sulfats.

� MR: resistents a l’aigua de mar.

� BL: ciments blancs.

� LH: baixa calor d’hidratació (abans BC).

� ESP-VI: usos especials.

� VLH III, VLH IV, VLH V: ciments especials de molt

baixa calor d’hidratació. Són de classe resistent 22,5.

� MC: ciments de paleta (albañilería)

NOMENCLATURA I CLASSIFICACIÓ

55

Tipus de ciment Denominació Designació

CEM I Ciment Pòrtland CEM I

CEM II

Ciment Pòrtland amb escòries CEM II/A-S

CEM II/B-S

Ciment Pòrtland amb fum de sílice CEM II/A-D

Ciment Pòrtland amb putzolanes

CEM II/A-P

CEM II/B-P

CEM II/A-Q (1)

CEM II/B-Q (1)

Ciment Pòrtland amb cendres volants

CEM II/A-V

CEM II/B-V

CEM II/A-W (1)

CEM II/B-W (1)

Ciment Pòrtland amb esquistos calcinats CEM II/A-T (1)

CEM II/B-T (1)

Ciment Pòrtland amb filler calcari

CEM-II/A-L

CEM-II/B-L

CEM-II/A-LL

CEM-II/B-LL

Ciment Pòrtland mixt CEM II/A-M

CEM II/B-M

CEM III Ciment d’alt forn

CEM III/A

CEM III/B

CEM III/C (1)

CEM IV Ciment putzolànic CEM IV/A

CEM IV/B

CEM V Ciment compost CEM V/A

CEM V/B (2)

66

Tipus de ciment

Denominació Designació

Amb característiques addicionals

Resistent als sulfats SR

Resistent a l’aigua del mar MR

De baixa calor d’hidratació LH

Blancs

Ciment Pòrtland blanc BL I

Ciment Pòrtland blanc amb addicions BL II

Ciment blanc per a escòries d’alt forn BL III

Ciment blanc putzolànic BL IV

Ciment blanc compost BL V

Pera usos especials (1) Ciment per a usos especials ESP VI-1

D’aluminat de calci (2) Ciment d’aluminat de calci CAC/R

(1) Els usos especials als què es destina aquest ciment són els grans blocs de formigó en massa, bases i subbases de ferms i estabilització de sòls. L’EHE prohibeix l’ús d’aquest ciment en formigons armats o pretensats. COMPOSICIÓ: 25-55%K, 45-75% (S+P+V), P<40%, 0-5% components minoritaris.

(2) L’ús del ciment d’aluminat càlcic ha de ser objecte d’estudi especial, exposant les raons que aconsellen el seu ús i observant les especificacions de l’annex 4 de l’EHE.

77

RC-08 Instrucción para la recepción de cementosReal Decreto 956/2008 BOE

Ciment Pòrtland – CEM I

CEM I [classe resistent (32,5 42,5 52,5)] _ [resistència inicial (R o N)]

� CEM I 32,5 N CEM I 32,5 R

� CEM I 42,5 N CEM I 42,5 R

� CEM I 52,5 N CEM I 52,5 R

N: resistència inicial NORMAL

R: resistència inicial ELEVADA

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

A ciments CEM III / (A o B) també hi ha per a totes les classes resistents:

L: resistència inicial BAIXA

CEM III 32,5 L CEM III 42,5 L CEM III 52,5 L

88

Nomenclatura i composició ciments I a V

99

Nomenclatura i composició ciments I a V

1010

Ciments SR

1111

Ciments MR

1212

Ciments LH

Baixa calor d’hidratació (LH)

a 7 dies(mesurat segons norma UNE-EN 196-8, mètode de dissolució)

o

a 41 hores (mesurat segons norma UNE-EN 196-9, mètode semiadiabàtic)

la calor d’hidratació és igual o inferior a 270 J/g

1313

CEM I: Ciments PòrtlandSigles CEM I, seguides de la classe de resistència (32,5 - 42,5 - 52,5), la lletra R o N segons la resistència inicial i referència a la norma UNE-EN 197-1 (la norma pot anar al final o al principi de la nomenclatura).

CEM II: Ciments Pòrtland amb addicionsSigles CEM II seguides d’una barra ( / ), de la lletra que indica el subtipus (A o B), un guió (-) i la lletra que caracteritza l’addició, seguides de la classe resistent i la resistència inicial i la referència a la norma.

Designació dels ciments

CEM III, IV i V: Ciments d’addicionsSigles CEM III, IV o V seguides d’una barra ( / ) i de la lletra que indica el subtipus (A, B o C). En els casos IV i V s’indicarà entre parèntesis les lletres que caracteritzen les addicions. A continuació la classe resistent, la resistència inicial i la referència a la norma.

1414

Ciments amb característiques addicionals (SR - MR i LH)El mateix que els ciments comuns, sense el prefix CEM, i seguit d’una barra ( / ), les sigles de la característica addicional -resistent als sulfats (SR), resistent a l’aigua de mar (MR) o de baixa calor d’hidratació (LH)- i referència a la norma corresponent. En cas que hi hagi SR o MR i també LH, se separarà primer amb un guió (-) les sigles LH i amb una barra l’altra característica (SR o MR).

Designació dels ciments

Ciments blancs (BL)La designació dels ciments blancs comuns és la mateixa que la dels seus homòlegs, substituint el prefix CEM per BL, seguit dels sufixos que li corresponguin, característiques addicionals si n’hi ha i referència a l norma o les normes si són més d’una.

1515

Aplicació dels ciments als formigons

1616

Aplicació dels ciments als formigons

1717

Aplicació dels ciments als formigons

1818

Mètodes estàndard fixats a la normativa UNE per determinar els valors de les propietats dels ciments que han de complir les especificacions de la normativa.

Els obligatoris o preceptius són :

1- Resistència a la compressió de morters

2- Inici i final de presa

3- Estabilitat de volum (expansió)

4- Altres assaigs preceptius són:

- calor d'hidratació (ciments LH)

- índex de blancor (ciments blancs BL)

Per a un millor coneixement del comportament del ciment, es fan:

5- Altres assaigs preceptius:

- finor per tamisat- superfície específica (Blaine)- pes específic real- humitat

NORMATIVES

1919

�� La norma fixaLa norma fixa:

- la composició del morter: en pes de 1/3/0'5 de ciment/sorra/aigua.

sorra normalitzada (silícica) i aigua de pH major a 5.

- les condicions i màquines de pastat i compactació.

- les dimensions de les provetes (prismàtiques de 4x4x16 cm) a fabricar i els motlles per fer-ho.

- les condicions de curat (20ºC i 95% d'humitat).

- el tipus de premsa per al trencat i la velocitat d'aplicació de la càrrega.

� La resistència a una edat determinada és la mitjana de la de tres provetes. Es troben trencant-les primer a flexotracció, amb la qual cosa es parteixen per la meitat, i després trencant a compressió els sis trossos resultants.

� El resultat s'expressa en MPa o en Kp/cm2

(1 MPa = 10 Kp/cm2). El MPa correspon al N/mm2

Resistència mecànica

2020

� Amb l'aparell de Vicat i amb una pasta del ciment i aigua de consistconsistèència normal.ncia normal.

� Les condicions de pastat, les característiques del motlle i de l'aparell i de mesura venen donades a la norma.- 1r es determina per tempteig la composició de la pasta que dóna la consistència fixada per la norma. - Una pasta que deixa penetrar la sonda de Vicat fins a 6 mm de la base del motlle que conté la pasta.

� La composició s'expressa en % en pes d’aigua al ciment (aigua de consistència normal).

Inici i final de presa

2121

� L'inici és el temps que es triga per a que l'agulla deixi de traspassar tot el gruix de la pasta i quedi a una distància de 4 mm de la base del motlle que la conté.

� El final correspon al temps que es triga fins que l'agulla penetri solament 0,5 mm a la superfície del motlle.

La determinació de l'inici i final de la presa es fa amb l'agulla de Vicat.

Inici i final de presa

2222

- Expansió de la pasta de consistència normal:Agulles de Le Chatelier

Càlcul:-La diferència en mm entrela separació dels extremsde l'agulla després de 24 h, a 20ºC i 98 % o més d'humitat(A mm).-I la separació després de 3 hsubmergides en aigua a 100ºC(C mm).

El ciment es considera establesi la diferència C - A és inferiora 10 mm.

Estabilitat de volum (expansió)

2323

1- Pèrdua per calcinació

2- Residu insoluble

3- Continguts de sulfats (expressats com a triòxid de sofre)

4- Clorurs

5- Altres assaigs preceptius són :

- putzolanicitat als ciments IV.

- determinació de sulfurs (S2-), òxid d'alumini, clorurs, àlcalis i sulfats (com SO3) als ciment d'aluminat càlcic.

6- Altres assaigs no preceptius són :- contingut d'addicions (P, V i/o S).- calç lliure (CaO).- diòxid de carboni (CO2). - titani (Ti).- àlcalis (Na i K).

Propietats químiques

2424

� És la diferència de pes entre la mostra calcinada a 1000ºC i el pes de la mostra assecada a 110ºC.

� Determina:

� el CO2 (dels carbonats),

� H2O (dels hidrats),

� C (d'addicions), que es descomponen, s’evaporen o reaccionen i produeixen una pèrdua de massa de la mostra.

� La norma exigeix com a màxim un 5% de pèrdua als ciments CEM I i CEM III.

Pèrdua per calcinació

2525

� És el pes del residu sòlid que queda després de l‘atac successiu amb HCl diluït i Na2CO3.

� Detecta els silicats no hidratables.

� S'especifica un màxim d'un 5 % de residu als ciments CEM I i CEM III.

Residu insoluble

2626

- Es determina per gravimetria amb Ba2+ dels SO42- que s'han

solubilitzat a l'atacar el ciment amb HCl.

- Detecta els sulfats presents al ciment a fi de controlar que noestiguin amb excés (perill de falsa presa i d'expansió retardada per formació d'ettringita).

Els màxims permesos són del 3,5% al 4,0% de SO3.

Contingut en sulfats (mesura del SO3)

2727

- Es dissolt el ciment amb HNO3 i es determinen els Cl- dissolts mitjançant una volumetria amb Ag+.

- Es fa per controlar els clorurs del ciment que podrien provocar la corrosió de les armadures dels formigons armat i precomprimit.

- El límit màxim de clorurs és de 0'1 % en pes de ciment per tots els tipus i classes resistents de ciments.

Clorurs