Ciencias de Tcnicas y Aplicadas
Artculo de investigacin
Desarrollo de un mtodo para aumentar las resistencias iniciales del cemento utilizando aditivos sintticos en la molienda
Development of a method to increase the initial resistances of cement using synthetic additives in milling
Desenvolvimento de mtodo para aumentar as resistncias iniciais do cimento utilizando aditivos sintticos na retificao
Correspondencia: hugoscalderon@yahoo.es
*Recibido: 20 de diciembre de 2020 *Aceptado: 12 de enero de 2021 * Publicado: 08 de febrero del 2021
I. Ingeniero Qumico, Docente de la Escuela Superior Politcnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.
II. Ingeniero Qumico, Tcnico de Laboratorio, Investigador independiente, Riobamba, Ecuador.
III. Ingeniero Qumico, Investigador Independiente, Ecuador.
IV. Ingeniero Qumico, Investigador Independiente, Ecuador.
V. Master en Ciencias en Biotecnologa, Doctora en Qumica Especialidad Orgnico Bioqumico, Docente de la Escuela Superior Politcnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.
Resumen
En el laboratorio de Qumica Analtica, de la Facultad de Ciencias- ESPOCH, junto con el laboratorio de la Empresa Cemento Chimborazo C. A. se realizaron investigaciones, con el objetivo del mejoramiento de las resistencias iniciales del Cemento. Durante las etapas de la investigacin se procedi a moler las materias primas para la fabricacin del cemento, teniendo en cuenta las proporciones utilizadas a nivel industrial de la empresa (cemento patrn): 66 % clnker, 25 % puzolana, 6 % caliza, 3 % yeso y ms la dosificacin del aditivo estimada para la mejora de las resistencias mecnicas, este aditivo fue colocado en la etapa final de la molienda en un molino de bolas a escala de laboratorio. Al final de la investigacin se encontr la cantidad mxima de puzolana que puede ser aadida al clnker con el aditivo RGA K155, dando como resultado una adicin entre 15% - 18 % de la masa total a ser molida. De esta manera se pudo optimizar el proceso de produccin y mejoramiento de la calidad del cemento especficamente a las resistencias iniciales. Conjuntamente se realiz la adicin de Aditivos sintticos con diferentes dosificaciones en la molienda final del cemento, dando como mejor resultado el aditivo de RUREDIL-ITALIA con nombre comercial RGA K155 con una dosificacin de 0,5 mL, en una finura del cemento de 18,67 % de retenido en malla N 325. Este aditivo ofrece los mejores beneficios con porcentaje de mejoramiento de las resistencias iniciales aproximadamente con 40 % en comparacin entre los 4 aditivos investigados. Los resultados de la investigacin se basaron en el cumplimiento de los requisitos determinados en la Norma Tcnica Ecuatoriana - NTE INEN 490: 2011 quinta revisin - cementos hidrulicos compuestos, requisitos y la Norma Norteamericana ASTM C-595 y bajo los datos obtenidos se justifica la eleccin del mejor, teniendo en cuenta la eficiencia del aditivo y de igual forma su dosificacin.
Para el desarrollo de esta investigacin, primero se procedi a recolectar la cantidad necesaria de material en el proceso de molienda, a las cuales se les realiz su caracterizacin con los parmetros de los indicados en la Norma.
Palabras clave: Adictivos sintticos; Cemento; Molienda; Optimizacin Resistencia Iniciales.
Abstract
In the Analytic Chemistry laboratory of the Science Faculty ESPOCH together with laboratory of the Cemento Chimborazo CA Company were made investigations with the aim of improvement of concrete initial resistance. During the investigation stage were proceeded to grind the raw materials to the concrete fabrication, given the used proportions to industrial level in the company (pattern concrete): 66% clinker, 25% pozzolana, 6% limestone, 3% gypsum more the dosage of additive estimated to the mechanical resistances improve, this additive was placed in the grind final stage in a balls grinder at laboratory scale. At the end of the investigation were found the maximum amount of pozzolana which can be added to clinker with the RGA K155 additive, obtaining as result an addition between 15% - 18% of the total mass to be ground. In this way it was possible to optimize the production process and improvement of concrete quality specifically at the initial resistances. The addition of synthetic additives was carried out jointly with different dispensers in the final grind of concrete giving as best result the RUREDIL-ITALIA additive which commercial name is RGA K155 with a 0.05% dosage of the total mass, in 18.67% concrete refinement of retained in mesh N325. This additive offers the best benefits with improvement percent of the initial resistances approximately with 40% comparing between the 4 investigated additives. The investigation results were based in the compliance with certain requirements in the Ecuadorian Technical Standard NTE INEN 490:2011 fifth version compound hydraulic concretes, requirements and the North American Standard ASTM C-595, and under the data obtained the choice of the best is justified, given the efficiency of additive and its dosage in same way.
For the development of this investigation, first it proceeded to collect the necessary quantity of material in the grinding process, which been characterized by the parameters indicated in the Standard.
Keywords: Synthetic additives; Cement; Grinding; Initial Resistance Optimization.
Resumo
No Laboratrio de Qumica Analtica, da Faculdade de Cincias - ESPOCH, em conjunto com o laboratrio da Cemento Chimborazo C.A. Company, foram realizadas investigaes, com o objetivo de melhorar a resistncia inicial do Cimento. Durante as etapas da pesquisa, as matrias-primas para a fabricao do cimento foram trituradas, levando-se em considerao as propores utilizadas no nvel industrial da empresa (cimento padro): 66% clnquer, 25% pozolana, 6% calcrio, 3% gesso e acrescido da dosagem do aditivo estimado para a melhoria da resistncia mecnica, este aditivo foi colocado em fase final de moagem em moinho de bolas em escala de laboratrio. No final da investigao, foi apurada a quantidade mxima de pozolana que pode ser adicionada ao clnquer com o aditivo RGA K155, resultando em uma adio entre 15% - 18% da massa total a ser moda. Desta forma, foi possvel otimizar o processo de produo e melhorar a qualidade do cimento especificamente para as resistncias iniciais. Paralelamente, foi realizada a adio de aditivos sintticos com diferentes dosagens na moagem final do cimento, obtendo-se o melhor resultado o aditivo de RUREDIL-ITALIA com o nome comercial RGA K155 na dosagem de 0,5 mL, na finura de 18, 67% de reteno na malha N 325. Este aditivo oferece os melhores benefcios com percentual de melhoria das resistncias iniciais com aproximadamente 40% em comparao entre os 4 aditivos investigados. Os resultados da investigao foram baseados no cumprimento dos requisitos determinados na Norma Tcnica Equatoriana - NTE INEN 490: 2011 quinta reviso - cimentos hidrulicos compostos, requisitos e na Norma Norte Americana ASTM C-595 e nos dados obtidos a escolha justificado do melhor, tendo em conta a eficcia do aditivo e da mesma forma a sua dosagem.
Para o desenvolvimento desta pesquisa, primeiramente foi coletada a quantidade necessria de material no processo de retificao, os quais foram caracterizados com os parmetros daqueles indicados na Norma.
Palavras-chave: Aditivos sintticos; Cimento; Esmerilhamento; Otimizao de resistncia inicial
Introduccin
La industria cementera actualmente es la de mayor crecimiento a nivel mundial. Las empresas han mejorado su lnea de produccin mediante la implementacin de nuevos sistemas tecnolgicos, con el propsito de disminuir sus costos de produccin, especialmente los energticos y obtener un producto de ptima calidad. En la fabricacin del cemento, se elabora un componente artificial llamado clnker, que resulta de la calcinacin hasta su sintonizacin, adicional de las mezclas homogeneizadas de caliza y arcilla, para obtener un producto de calidad.
Las resistencias del cemento dependen principalmente de la calidad de las materias primas, del proceso de formacin de un clnker de calidad y de la dosificacin en la molienda final, del mismo modo, una molienda eficiente est relacionada con la finura y est involucrada con las resistencias.
Para aumentar las resistencias, se ha visto necesario investigar la utilizacin de aditivos sintticos, conocidos comnmente como coadyuvantes de molienda, lo que conlleva adems el aumento de la produccin, mejoramiento de la eficiencia de la molienda y el aumento de las resistencias iniciales
Metodologa
La presente investigacin tiene como objetivos mejorar las resistencias inciales del Cemento Portland Puzolnico 1P utilizando aditivos sintticos en la molienda final del cemento.
Caracterizar las materias primas (caliza, yeso y puzolana) y materia semielaborada (clnker).
Dosificar los aditivos en el Cemento Portland Puzolnico IP hasta encontrar la cantidad ptima.
Dosificar la cantidad de Puzolana hasta encontrar la mxima adicin posible al Cemento Portland Puzolnico IP.
Caracterizar la calidad de los Cementos Puzolnicos con aditivos basado en la Norma INEN 490: 2011.
Materiales y mtodos
Se aplicaron muestreos puntuales simples y compuestos de materias primas, material semielaborado y producto terminado, los mismos que fueron muestreados, recolectados y homogenizados en las cantidades necesarias, para todos los diferentes aditivos con sus variadas dosificaciones.
El yeso (YE) se separ 3 kg, el cual fue triturado y secado lentamente sin perder sus propiedades. Luego se hizo sus respectivos anlisis qumicos para encontrar su composicin.
La caliza (CAL) fue preparado en aproximadamente 6 Kg, luego fue triturada y secada; posteriormente se procedi a realizar sus respectivos anlisis qumicos.
La puzolana (Pz) como aditivo natural, se separ en aproximadamente 35 kg previamente seca. As mismo luego se realiz los anlisis para determinar su composicin qumica y calidad.
El clnker. (CL) como materia principal en la molienda final del cemento fue recolectado durante varios das, en aproximadamente 100 kg al cual se hizo sus respectivos anlisis para encontrar su composicin qumica. El clnker es un material semielaborado que fue tamizado por las mallas N4 (4,75mm) y N5 para su posterior molienda.
Las muestras de cemento preparado fueron obtenidas en el molino de bolas a escala de laboratorio. En el proceso de molienda se utiliz cantidades dosificadas a un 1,0 kg que es la capacidad del molino, la relacin con los cuerpos moledores es 10 kg de cuerpos moledores/ 1 kg de material a moler (relacin 10). El tiempo de molienda es 1h.
Todos los materiales antes de ser molido fueron triturados y pasados por el tamiz N4 (4,75mm) y el cemento ya molido fue tamizado por la malla N 325, se realizaron 2 moliendas las mismas que fueron homogenizadas para su posterior anlisis fsico qumico.
Preparacin del cemento utilizando aditivos
Los aditivos lquidos utilizados para la investigacin, fueron adquiridos a Sika Ecuatoriana S.A. (aditivos A y B) y RUREDIL S.P.A. de Italia (aditivos C y D) y se incorporan mediante el proceso de molienda en el interior del molino.
Son aditivos, que sirven como: acelerador de fraguado, reductor de agua y compuestos mejoradores de resistencias iniciales y a largo plazo, incrementa la velocidad de hidratacin del cemento.
Reducen los costos de produccin del cemento a travs del reemplazo de Clinker por adicin de puzolana, escorias de altos hornos y cenizas volantes.
Incrementan la eficiencia de la molienda resultando una mayor productividad, mayor finura del cemento y una reduccin de la energa.
Facilitan el procesado y manipulacin, tales como bombeo, extraccin de silos y ensacado.
Tabla 1: Dosificaciones con el aditivo A - SikaGrind 109-EC
N |
CL (g) |
Pz (g) |
YE (g) |
CAL (g) |
ADITIVO A (mL) |
A1 |
660 |
250 |
30 |
60 |
0,25 |
A2 |
660 |
250 |
30 |
60 |
0,50 |
A3 |
660 |
250 |
30 |
60 |
0,75 |
A4 |
660 |
250 |
30 |
60 |
1,0 |
A5 |
660 |
250 |
30 |
60 |
1,25 |
A6 |
660 |
250 |
30 |
30 |
1.50 |
Tabla 2: Dosificaciones con el aditivo B - SikaGrind 860
N |
CL (g) |
Pz (g) |
YE (g) |
CAL (g) |
ADITIVO B (mL) |
B1 |
660 |
250 |
30 |
60 |
0,25 |
B2 |
660 |
250 |
30 |
60 |
0,5 |
B3 |
660 |
250 |
30 |
60 |
0,75 |
B4 |
660 |
250 |
30 |
60 |
1,0 |
B5 |
660 |
250 |
30 |
60 |
1,25 |
B6 |
660 |
250 |
30 |
60 |
1,5 |
Tabla 3: Dosificaciones con el aditivo C - RGA K155
N |
CL (g) |
Pz (g) |
YE (g) |
CAL (g) |
ADITIVO C (mL) |
C1 |
660 |
250 |
30 |
60 |
0,2 |
C2 |
660 |
250 |
30 |
60 |
0,3 |
C3 |
660 |
250 |
30 |
60 |
0,4 |
C4 |
660 |
250 |
30 |
60 |
0,5 |
C5 |
660 |
250 |
30 |
60 |
0,6 |
Tabla 4: Dosificaciones con el Aditivo D - RGA S346
N |
CL (g) |
Pz (g) |
YE (g) |
CAL (g) |
ADITIVO D (mL) |
D1 |
660 |
250 |
30 |
60 |
0,5 |
D2 |
660 |
250 |
30 |
60 |
1,0 |
D3 |
660 |
250 |
30 |
60 |
1,5 |
D4 |
660 |
250 |
30 |
60 |
2,0 |
Anlisis experimental
Anlisis Qumico
En los Laboratorios se realizaron anlisis cuantitativos en un Espectrmetro de Rayos X y los mtodos gravimtricos y complexos mtricos, para Materias Primas (yeso, caliza y puzolana), Producto semielaborado (Clinker), adems del mineralgico y Producto terminado (Cemento)
Anlisis Fsico
En los Laboratorios se realizaron los diferentes anlisis fsicos, utilizando los equipos descritos en la Norma ASTM 668
Anlisis qumico clinker |
Mtodo analtico |
Determinacin de Slice |
Gravimetra |
Determinacin de cationes |
Gravimetra |
Determinacin de xido de hierro |
Volumetra |
Determinacin de xido de aluminio |
Volumetra |
Determinacin de xido de calcio |
Volumetra |
Determinacin de cal libre |
Volumetra |
Determinacin de residuo insoluble |
Gravimetra |
Determinacin de prdida por calcinacin. |
Gravimetra |
Anlisis qumico cemento |
Metodo de ensayo aplicable |
Oxido de magnesio (MgO), % mximo |
INEN 160 |
Sulfato, reportado como (SO3), % mximo |
INEN 160 |
Residuo Insoluble, % mximo |
INEN 160 |
Prdida por Calcinacin, % mximo |
INEN 160 |
Anlisis fsico cemento |
Norma aplicable |
Determinacin de la finura: Cantidad retenida por tamizado va seca en tamiz No 325 % |
NTE INEN 957 |
Determinacin de la finura: utilizando el aparato Blaine, Permeabilidad al aire (cm2/g) |
NTE INEN 196 |
Determinacin de la expansin mtodo de la autoclave, Deformacin de probetas (%) |
NTE INEN 200 |
Tiempo de fraguado, Ensayo de Vicat Fraguado, minutos, no menor a Fraguado, horas, no mayor a |
NTE INEN 158 |
Determinacin del contenido de aire en morteros, volumen % mximo |
NTE INEN 195 |
Determinacin de Resistencia a la compresin, mnimo, MPa 3 das 7 das 28 das |
NTE INEN 488 |
Determinacin del ndice de actividad puzolnica |
NTE INEN 496 |
Tabla 5: Resultados de Anlisis qumico de materias primas
Composicin qumica (%) |
||||||||||||||
Composicin
Materia |
% PPC |
SiO2 |
AI2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
SO3 |
Na2O |
K2O |
TiO2 |
P2O5 |
∑ T |
% CaCO3 |
% YESO |
Yeso |
20,08 |
4,91 |
0,81 |
1,53 |
30,03 |
0,09 |
41,92 |
0,42 |
0,21 |
... |
... |
100 |
... |
90,41 |
Caliza |
36,13 |
14,51 |
1,76 |
1,15 |
44,95 |
1,06 |
0,18 |
0,1 |
0,16 |
... |
... |
100 |
79,75 |
|
Puzolana |
3,4 |
65,74 |
14,64 |
2,78 |
5,09 |
0,84 |
... |
3,8 |
3,31 |
0,4 |
... |
100 |
... |
|
Tabla 6: Resultados del ndice de actividad puzolnica mtodo del cemento
Resistencia Caractersticas |
3 dias Mpa |
7 dias |
28 dias |
Mortero de ensayo |
9,89 |
22,57 |
32,52 |
Cemento patrn |
25,89 |
33,41 |
39,69 |
ndice de actividad |
81,93% |
Tabla 7: Resultados del Anlisis fsico-qumicos del Clnker
Clinker (%) |
Rx |
Gravimetra |
Mineralgica |
Perd. Fuego |
0,12 |
0,12 |
|
Sio2 |
22,64 |
23,29 |
|
Al2o3 |
4,27 |
4,75 |
|
Fe2o3 |
3,69 |
3,59 |
|
Cao |
66,96 |
65,90 |
|
Mgo |
1,29 |
1,29 |
|
So3 |
0,55 |
0,55 |
|
Na2o |
0,00 |
0,00 |
|
K2o |
0,13 |
0,13 |
|
Tio2 |
0,34 |
0,34 |
|
P2o5 |
|
|
|
Total |
100 |
100 |
|
Cal libre |
0,62 |
||
Peso litro (g) |
1210,7 |
||
S. Alcalis |
0,09 |
0,09 |
|
C3s |
63,99 |
51,67 |
56,23 |
C2s |
16,64 |
27,79 |
29,46 |
C3a |
5,07 |
6,51 |
1,38 |
C4af |
11,24 |
10,92 |
12,27 |
Resultados de anlisis fsico qumicos del cemento portlan puzolnico ip
Tabla 8: Dosificacin con el Aditivo A- Sikagrind 109-EC
Dosificacin del cemento |
66% clinker, 25% puzolana, 6% caliza y 3% yeso |
|||||||
Identificacin |
Inen 490 |
Cp |
A1 |
A2 |
A3 |
A4 |
A5 |
A6 |
Aditivo dosificacin (ml/1000g) |
0 |
0 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
1,5 |
Aditivo dosificacin (ml/ton) |
0 |
0 |
250 |
500 |
750 |
1000 |
1250 |
1500 |
Anlisis qumicos (%) |
||||||||
Perd. Fuego |
Mx. 5 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
Mgo |
Mx. 6 |
1,14 |
1,14 |
1,15 |
1,14 |
1,13 |
1,13 |
1,13 |
So3 |
Mx. 4 |
1,82 |
1,81 |
1,83 |
1,81 |
1,78 |
1,79 |
1,78 |
Ensayos fsicos |
||||||||
Fraguado inicial (min) |
> 45 |
162 |
139 |
139 |
145 |
144 |
134 |
130 |
Fraguado final (h) |
< 7 |
3,72 |
3,7 |
3,73 |
3,57 |
3,57 |
3,48 |
3,33 |
Contenido de aire (%) |
≤ 12 |
1,5259 |
1,8877 |
1,5930 |
1,4735 |
1,8654 |
1,8567 |
2,2055 |
Autoclave (%) |
0,8 - 0,2 |
0,0196 |
0,01969 |
0,01984 |
0,02362 |
0,01944 |
0,03268 |
0,01976 |
Blaine (cm2/g) |
|
3758 |
4017 |
4017 |
4067 |
4042 |
4017 |
4017 |
Retenido malla n 325 (%) |
|
19,5 |
18,43 |
18 |
16,24 |
16,99 |
17,37 |
17,85 |
Mejoramiento malla n325 (%) |
|
|
5,5 |
7,7 |
16,7 |
12,9 |
10,9 |
8,5 |
Resistencia a la compresin (mpa): cubos |
||||||||
1 da |
0 |
4,54 |
5,54 |
5,79 |
6,09 |
5,93 |
6,67 |
5,98 |
3 das |
13 |
7,91 |
8,58 |
10,11 |
9,9 |
10,63 |
11,97 |
10,91 |
7 das |
20 |
12,59 |
13,02 |
15,47 |
14,6 |
15,63 |
17,96 |
15,75 |
28 das |
25 |
24 |
23,07 |
28,99 |
27,64 |
30,16 |
30,47 |
28,58 |
Figura
1: Resistencias mecnicas utilizando el
Aditivo A
Tabla 9: Dosificacin con el Aditivo B - Sikagrind 860
Dosificacin del cemento |
66% clinker, 25% puzolana, 6% caliza y 3% yeso |
|||||||
Identificacin |
Inen 490 |
Cp |
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
B5 |
B6 |
Aditivo dosificacin (ml/1000 g) |
0 |
0 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1,0 |
1,25 |
1,5 |
Aditivo dosificacin (ml/ton) |
0 |
0 |
250 |
500 |
750 |
1000 |
1250 |
1500 |
Anlisis qumicos (%) |
||||||||
Perd. Fuego |
Mx. 5 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
Mgo |
Mx. 6 |
1,14 |
1,13 |
1,16 |
1,11 |
1,14 |
1,10 |
1,13 |
So3 |
Mx. 4 |
1,82 |
1,83 |
1,79 |
1,85 |
1,79 |
1,80 |
1,73 |
Ensayos fsicos |
||||||||
Fraguado inicial (min) |
> 45 |
162 |
199 |
184 |
178 |
177 |
185 |
196 |
Fraguado final (h) |
< 7 |
3,72 |
4,18 |
4,1 |
4,78 |
4,1 |
4,02 |
4,2 |
Contenido de aire (%) |
≤ 12 |
1,5259 |
2,1483 |
2,0098 |
2,0843 |
2,0277 |
1,8478 |
1,9466 |
Autoclave (%) |
0,8 - 0,2 |
0,0196 |
- 0,0463 |
- 0,0079 |
- 0,0116 |
- 0,0117 |
- 0,0132 |
- 0,0147 |
Blaine (cm2/g) |
|
3758 |
3992 |
4017 |
4042 |
4067 |
3942 |
3964 |
Retenido malla n 325 (%) |
|
19,5 |
18,2 |
17,99 |
17,88 |
17,79 |
19,4 |
19,22 |
Mejoramiento malla n325 (%) |
|
|
6,67 |
7,74 |
8,31 |
8,77 |
0,51 |
1,44 |
Resistencia a la compresin (mpa): cubos |
||||||||
1 da |
0 |
4,54 |
5,25 |
4,72 |
4,63 |
5,48 |
4,85 |
4,23 |
3 das |
13 |
7,91 |
9,83 |
9,49 |
8,54 |
9,3 |
10,82 |
9,37 |
7 das |
20 |
12,59 |
15,31 |
14,74 |
13,11 |
16,67 |
15,53 |
14,12 |
28 das |
25 |
24 |
26,58 |
27,42 |
23,65 |
30,85 |
28,11 |
24,68 |
![]() |
Figura 2: Resistencias mecnicas utilizando el Aditivo B
Tabla 10: Dosificacin con el Aditivo C - RGA K155
Dosificacin del cemento |
66% clinker, 25% puzolana, 6% caliza y 3% yeso |
||||||
Identificacin |
Inen 490 |
Cp |
C1 |
C2 |
C3 |
C4 |
C5 |
Aditivo dosificacin (ml/1000 g) |
0 |
0 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
Aditivo dosificacin (ml/ton) |
0 |
0 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
Anlisis qumicos (%) |
|||||||
Perd. Fuego |
Mx. 5 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
Mgo |
Mx. 6 |
1,14 |
1,11 |
1,15 |
1,12 |
1,13 |
1,10 |
So3 |
Mx. 4 |
1,82 |
1,77 |
1,80 |
1,81 |
1,82 |
1,82 |
Ensayos fsicos |
|||||||
Fraguado inicial (min) |
> 45 |
162 |
125 |
120 |
135 |
130 |
150 |
Fraguado final (h) |
< 7 |
3,72 |
3,0 |
3,0 |
3,33 |
3,25 |
3,92 |
Contenido de aire (%) |
≤ 12 |
1,5259 |
1,3978 |
2,3777 |
2,2906 |
1,9913 |
2,3927 |
Autoclave (%) |
0,8 - 0,2 |
0,0196 |
- 0,0307 |
- 0,0251 |
- 0,0369 |
- 0,0463 |
0,0031 |
Blaine (cm2/g) |
|
3758 |
3992 |
4017 |
4042 |
4067 |
4017 |
Retenido malla n 325 (%) |
|
19,5 |
18,37 |
17,27 |
16,62 |
15,86 |
17,2 |
Mejoramiento malla n325 (%) |
|
|
5,79 |
11,44 |
14,77 |
18,67 |
11,79 |
Fraguado inicial (min) |
> 45 |
162 |
125 |
120 |
135 |
130 |
150 |
Resistencia a la compresin (mpa): cubos |
|||||||
1 da |
0 |
4,54 |
6,46 |
5,93 |
6,61 |
6,65 |
6,19 |
3 das |
13 |
7,91 |
11,84 |
10,81 |
11,8 |
12 |
11,3 |
7 das |
20 |
12,59 |
17,47 |
16,18 |
17,36 |
17,96 |
16,93 |
28 das |
25 |
24 |
34,27 |
30,39 |
31,99 |
33,02 |
29,09 |
![]() |
Figura 3: Resistencias mecnicas utilizando el Aditivo C
Tabla 11: Dosificacin con el Aditivo D - RGA S346
Dosificacin del cemento |
66% clinker, 25% puzolana, 6% caliza y 3% yeso |
|||||
Identificacin |
Inen 490 |
Cp |
D1 |
D2 |
D3 |
D4 |
Aditivo dosificacin (ml/1000 g) |
0 |
0 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
Aditivo dosificacin (ml/ton) |
0 |
0 |
500 |
1000 |
1500 |
2000 |
Anlisis qumicos (%) |
||||||
Perd. Fuego |
Mx. 5 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
4,06 |
Mgo |
Mx. 6 |
1,14 |
1,10 |
1,08 |
1,13 |
1,11 |
So3 |
Mx. 4 |
1,82 |
1,79 |
1,85 |
1,82 |
1,84 |
Ensayos fsicos |
||||||
Fraguado inicial (min) |
> 45 |
162 |
148 |
130 |
133 |
153 |
Fraguado final (h) |
< 7 |
3,72 |
3,63 |
3,17 |
3,33 |
3,72 |
Contenido de aire (%) |
≤ 12 |
1,5259 |
2,2798 |
2,0256 |
2,1066 |
2,1554 |
Autoclave (%) |
0,8 - 0,2 |
0,0196 |
-0,01581 |
-0,00787 |
-0,01575 |
-0,00315 |
Blaine (cm2/g) |
|
3758 |
4017 |
4017 |
4042 |
3992 |
Retenido malla n 325 (%) |
|
19,5 |
18,03 |
18,3 |
17,46 |
19,29 |
Mejoramiento malla n325 (%) |
|
|
7,54 |
6,15 |
10,46 |
1,08 |
Resistencia a la compresin (mpa): cubos |
||||||
1 da |
0 |
4,54 |
5,67 |
5,22 |
6,04 |
5,81 |
3 das |
13 |
7,91 |
10,29 |
10,01 |
10,38 |
10,68 |
7 das |
20 |
12,59 |
15,5 |
15,75 |
15,43 |
16,91 |
28 das |
25 |
24 |
26,47 |
26,68 |
30,07 |
26,98 |
![]() |
Figura 4: Resistencias mecnicas utilizando el Aditivo D
Dosificacin de aditivos naturales al cemento
Tabla 12: Dosificacin de aditivos con el de 20% puzolana
Dosificacin del cemento |
71% clinker, 20% puzolana, 6% caliza y 3% yeso |
||||
Identificacin |
Inen 490 |
Ca3 |
Cb4 |
Cc4 |
Cd3 |
Aditivo dosificacin (ml/1000 g) |
0 |
0,75 |
1,0 |
0,5 |
1,5 |
Aditivo dosificacin (ml/ton) |
0 |
750 |
1000 |
500 |
1500 |
Anlisis qumicos (%) |
|||||
Perd. Fuego |
Mx. 5 |
3,91 |
3,91 |
3,91 |
3,91 |
Mgo |
Mx. 6 |
1,24 |
1,14 |
1,15 |
1,14 |
So3 |
Mx. 4 |
1,88 |
1,93 |
1,96 |
1,90 |
Ensayos fsicos |
|||||
Fraguado inicial (min) |
> 45 |
145 |
154 |
132 |
118 |
Fraguado final (h) |
< 7 |
3,28 |
3,25 |
3,38 |
3,10 |
Contenido de aire (%) |
≤ 12 |
2,0472 |
2,1679 |
2,4401 |
2,1356 |
Autoclave (%) |
0,8 - 0,2 |
-0,0071 |
-0,0122 |
-0,0024 |
-0,0148 |
Blaine (cm2/g) |
|
3722 |
3694 |
3749 |
3776 |
Retenido malla n 325 (%) |
|
19,17 |
19,62 |
18,98 |
18,9 |
Resistencia a la compresin (mpa): cubos |
|||||
1 da |
0 |
6,38 |
5,77 |
6,45 |
6,83 |
3 das |
13 |
12,04 |
8,94 |
12,34 |
12,73 |
7 das |
20 |
18,97 |
15,81 |
15,86 |
16,73 |
28 das |
25 |
25,63 |
24,82 |
26,96 |
28,11 |
![]() |
Figura 5: Resistencias mecnicas utilizando 20% de Puzolana
Tabla 13: Dosificacin de aditivos con el 15% puzolana
Dosificacin del cemento |
76% clinker, 15% puzolana, 6% caliza y 3% yeso |
||||
Identificacin |
Inen 490 |
Ca3 |
Cb4 |
Cc4 |
Cd3 |
Aditivo dosificacin (ml/1000 g) |
0 |
0,75 |
1,0 |
0,5 |
1,5 |
Aditivo dosificacin (ml/ton) |
0 |
750 |
1000 |
500 |
1500 |
Anlisis qumicos (%) |
|||||
Perd. Fuego |
Mx. 5 |
3,93 |
3,93 |
3,93 |
3,93 |
Mgo |
Mx. 6 |
1,24 |
1,14 |
1,15 |
1,14 |
So3 |
Mx. 4 |
1,88 |
1,93 |
1,96 |
1,90 |
Ensayos fsicos |
|||||
Fraguado inicial (min) |
> 45 |
139 |
148 |
130 |
115 |
Fraguado final (h) |
< 7 |
3,27 |
3,40 |
3,12 |
2,83 |
Contenido de aire (%) |
≤ 12 |
2,8658 |
2,9009 |
2,8343 |
2,7670 |
Autoclave (%) |
0,8 - 0,2 |
-0,0227 |
- 0,0031 |
- 0,0148 |
- 0,0016 |
Blaine (cm2/g) |
|
3543 |
3514 |
3600 |
3572 |
Retenido malla n 325 (%) |
|
19,62 |
20,91 |
18,07 |
19,28 |
Resistencia a la compresin (mpa): cubos |
|||||
1 da |
0 |
7,53 |
6,21 |
9,11 |
8,87 |
3 das |
13 |
13,94 |
13,03 |
15,95 |
14,77 |
7 das |
20 |
21,01 |
20,23 |
21,83 |
22,02 |
28 das |
25 |
33,68 |
32,17 |
38,18 |
35,38 |
![]() |
Figura 6: Resistencias mecnicas utilizando 15% de Puzolana
Resultados y discusin
La composicin qumica de las materias primas como: yeso, caliza y puzolana. Segn los resultados tenemos:
El Yeso con 41,92 % de SO3 es decir de un 90,13 % de Yeso.
La caliza como material de adicin en la molienda tiene un 79,75 % CaCO3, parmetros de la Norma Tcnica Interna, que dice: La piedra caliza debe ser un material natural que contenga por lo menos el 70 % en masa de una o ms de las formas minerales de carbonato de calcio. Entonces estara dentro de los lmites permitidos.
La Puzolana tiene un 65,74 % SiO2, a dicha puzolana se realiz la determinacin del ndice de la Actividad Puzolnica por el mtodo del cemento, dando un ndice de actividad de 81,93 % que, segn la Norma Cementos Hidrulicos Compuestos, Requisitos-NTE INEN 490:2011 permite un % mnimo a los 28 das de 75 %, as estara dentro de lo permitido.
El clinker fue analizado mediante tres mtodos; obteniendo los siguientes compuestos mineralgicos
Mtodo de espectrometra de rayos x en el clnker |
||
63,99 % |
C3s |
Silicato triclcico |
16,64 % |
C2s |
Silicato dicalcico |
5,07 % |
C3a |
Aluminiato tricalcico |
11,24 % |
C4af |
Fluorito aluminato tetraclcico |
Mtodo de anlisis gravimtrico en el clnker |
||
51,67 % |
C3s |
Silicato triclcico |
27,79 % |
C2s |
Silicato dicalcico |
6,51 % |
C3a |
Aluminiato tricalcico |
10,92 % |
C4af |
Fluorito aluminato tetraclcico |
Difraccin la composicin mineralgica |
||
56,23 % |
C3s |
Silicato triclcico |
29,46 % |
C2s |
Silicato dicalcico |
1,38 % |
C3a |
Aluminiato tricalcico |
12,27 % |
C4af |
Fluorito aluminato tetraclcico |
Los compuestos mineralgicos son calculados a partir de la composicin qumica obtenida en los mtodos gravimtricos y por rayos x, sin existir mucha diferencia Es de indicar que son muy importante los cuatro componentes mineralgicos en el Clinker; debido a que de ellos dependen las resistencias iniciales y finales en especial el C3S y C2S; a valores ms altos de los componentes mineralgicos las resistencias mecnicas mejoran.
Para encontrar la dosificacin ms eficiente de cada aditivo, se utiliz constantemente en la molienda 25 % Puzolana, 3 % Yeso, 6 % Caliza, 66 % Clinker (cemento patrn) y el aditivo, cuyo porcentaje es expresado en porciento de la masa total o en ml de aditivo utilizado.
Tambin se utiliz dosificaciones con el 20 y 15 % de Puzolana, variando la adicin de Clinker y las dosificaciones de los aditivos, en base a los cementos preparados CA3, CB4, CC4 y CD3 que tienen menor % de retenido en malla N 325 y una finura mayor por medio del Blaine (cm2/g)
Parmetros fsicos |
Cemento con aditivo 0,75 ml (ca3) |
Cemento con aditivo 1,0 ml (cb4) |
Cemento con aditivo 0,5 ml (cc4) |
Cemento con aditivo 1,5 ml (cd3) |
Blaine (cm2/g) |
4067 |
4067 |
4067 |
4042 |
Retenido Malla n 325 (%) |
16,24 |
17,79 |
15,86 |
17,46 |
Mejoramiento malla n325 (%) |
16,70 |
8,77 |
18,67 |
10,46 |
Resultados notables obtenidos en base a la norma nte inen 490
Con el aditivo a - sikagrind 109-ec
Componente |
Norma inen 490 |
Resultados |
Cantidad aditivo (ml) |
Anlisis |
|
Composicin qumica (%) |
|
|
|
Los porcentajes de la composicin qumica de la muestra se mantiene casi inalterable y estn dentro de los rangos permitidos por la Norma INEN 490 |
|
|
Anlisis fsico |
||||
Fraguado inicial (min.) |
> 45 |
162 130 145 |
0,0 1,50 0,75 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
|
Fraguado final (horas) |
< 7 |
3,72 3,33 3,57 |
0,0 1,5 0,75 y1,0 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
|
Contenido de aire (%) |
≤ 12 |
1,5259 1,4735 2,2055 |
0,0 0,75 1,5 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
|
Expansin o contraccin en autoclave (%) |
0,8 - 0,2 |
0,01960 0,01944 0,03268 |
0,0 1,0 1,25 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
|
Mejoramiento de malla N325 (%) |
|
16,7 |
0,75 |
La dosis ms eficiente es de 0,75 ml de aditivo en cemento, con un mejoramiento de 16,7 %. Los parmetros fsicos antes mencionados estn dentro del rango que especifica la Norma INEN 490 |
|
|
Resistencias a la compresin |
||||
1 da (MPa) |
--- |
4,54 5,54 6,67 |
0,0 0,25 1,25 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
|
3 das (MPa) |
13 |
7,91 8,58 11,97 |
0.0 0,25 1,25 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo Ningn resultado cumple con la Norma INEN 490 que es de 13 MPa |
|
7 das (MPa) |
20 |
12,59 13,02 17,96 |
0.0 0,25 1,25 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis Cemento patrn ms dosis Ningn resultado cumple con la Norma INEN 490 que es de 20 MPa |
|
28 das (MPa) |
25 |
24 23,07 30,47 |
0,0 0,25 1,5 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo El cemento patrn sin aditivo no cumple con la Norma INEN 490. El cemento patrn con aditivo 0,25 ml tampoco cumple con la Norma INEN 490 |
|
Con el aditivo B - SIKAGRIND 860
Componente |
Norma inen 490 |
Resultados |
Cantidad aditivo (ml) |
Anlisis |
Composicin qumica (%) |
|
|
|
Los porcentajes de la composicin qumica de la muestra se mantiene casi inalterable y estn dentro de los rangos permitidos por la Norma INEN 490 |
Anlisis fsico |
||||
Fraguado inicial (min.) |
> 45 |
162 177 199 |
0,0 1,0 0,75 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
Fraguado final (horas) |
< 7 |
3,72 4,1 4,78 |
0,0 0,5 y 1,0 0,75 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
Contenido de aire (%) |
≤ 12 |
1,5259 1,8478 2,1483 |
0,0 1,25 0,25 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
Expansin o contraccin en autoclave (%) |
0,8 - 0,2 |
0,01960 - 0,0436 - 0,0079 |
0,0 0,25 0,5 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
Mejoramiento de malla N325 (%) |
|
8,77 |
0,75 |
La dosis ms eficiente es de 1,0 ml de aditivo en cemento, con un mejoramiento de 16,7 %. Los parmetros fsicos antes mencionados estn dentro del rango que especifica la Norma INEN 490 |
Resistencias a la compresin |
||||
1 da (MPa) |
--- |
4,54 4,23 5,48 |
0,0 1,5 1,0 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
3 das (MPa) |
13 |
7,91 8,54 10,82 |
0.0 0,75 1,25 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo Ningn resultado cumple con la Norma INEN 490 que es de 13 MPa |
7 das (MPa) |
20 |
12,59 13,11 16,67 |
0.0 0,75 1,0 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis Cemento patrn mas dosis Ningn resultado cumplen con la Norma INEN 490 que es de 20 MPa |
28 das (MPa) |
25 |
24 23,65 30,85 |
0,0 0,75 1,0 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo El cemento patrn sin aditivo no cumple con la Norma INEN 490. El cemento patrn con aditivos 0,75 ml y 1,5 ml tampoco cumple con la Norma INEN 490 |
Con el Aditivo C - RGA K155
Componente |
Norma inen 490 |
Resultados |
Cantidad aditivo (ml) |
Anlisis |
Composicin qumica (%) |
|
|
|
Los porcentajes de la composicin qumica de la muestra se mantiene casi inalterable y estn dentro de los rangos permitidos por la Norma INEN 490 |
ANLISIS FSICO |
||||
Fraguado inicial (min.) |
> 45 |
162 120 150 |
0,0 0,3 0,6 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
Fraguado final (horas) |
< 7 |
3,72 3,0 3,92 |
0,0 0,2 y 0,3 0,6 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
Contenido de aire (%) |
≤ 12 |
1,5259 1,3978 2,3927 |
0,0 0,2 0,6 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
Expansin o contraccin en autoclave (%) |
0,8 - 0,2 |
0,01960 -0,0463 0,0031 |
0,0 0,5 0,6 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
Mejoramiento de malla N325 (%) |
|
18,67 |
0,75 |
La dosis ms eficiente es de 0,5 ml de aditivo en cemento, con un mejoramiento de 18,67 %. Los parmetros fsicos antes mencionados estn dentro del rango que especifica la Norma INEN 490 |
Resistencias a la compresin |
||||
1 da (MPa) |
--- |
4,54 5,93 6,65 |
0,0 0,3 0,5 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
3 das (MPa) |
13 |
7,91 10,81 12,0 |
0.0 0,3 0,5 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo Ningn resultado cumple con la Norma INEN 490 que es de 13 MPa |
7 das (MPa) |
20 |
12,59 16,18 17,96 |
0.0 0,3 0,5 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis Cemento patrn ms dosis Ningn resultado cumple con la Norma INEN 490 que es de 20 MPa |
28 das (MPa) |
25 |
24 29,09 34,27 |
0,0 0,6 0,2 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo El cemento patrn sin aditivo no cumple con la Norma INEN 490. Las dems dosificaciones cumplen satisfactoriamente. Dnde el aditivo C resulta ser ms eficiente. |
Componente |
Norma inen 490 |
Resultados |
Cantidad aditivo (ml) |
Anlisis |
Composicin qumica (%) |
|
|
|
Los porcentajes de la composicin qumica de la muestra se mantiene casi inalterable y estn dentro de los rangos permitidos por la Norma INEN 490 |
Anlisis fsico |
||||
Fraguado inicial (min.) |
> 45 |
162 130 153 |
0,0 1,0 2,0 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
Fraguado final (horas) |
< 7 |
3,72 3,17 3,72 |
0,0 1,0 2,0 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
Contenido de aire (%) |
≤ 12 |
1,5259 2,0256 2,2798 |
0,0 1,0 0,5 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
Expansin o contraccin en autoclave (%) |
0,8 - 0,2 |
0,01960 - 0,01581 -0,00315 |
0,0 0,5 2,0 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
Mejoramiento de malla N325 (%) |
|
18,67 |
0,75 |
La dosis ms eficiente es de 1,5 ml de aditivo en cemento, con un mejoramiento de 10,48 %. Los parmetros fsicos antes mencionados estn dentro del rango que especifica la Norma INEN 490 |
Resistencias a la compresin |
||||
1 da (MPa) |
--- |
4,54 5,22 6,04 |
0,0 1,0 1,5 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo |
3 das (MPa) |
13 |
7,91 10,01 10,68 |
0.0 1,0 2,0 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo Ningn resultado cumple con la Norma INEN 490 que es de 13 MPa |
7 das (MPa) |
20 |
12,59 15,43 16,91 |
0.0 1,5 2,0 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo Ningn resultado cumple con la Norma INEN 490 quees de 20 MPa |
28 das (MPa) |
25 |
24 26,47 30,07 |
0,0 0,5 1,5 |
Cemento patrn sin aditivos Cemento patrn ms dosis aditivo Cemento patrn ms dosis aditivo El cemento patrn sin aditivo no cumple con la Norma INEN 490. Las dems dosificaciones si cumplen |
Con el Aditivo D - RGA S346
Dosificacin de aditivos naturales al cemento
La siguiente tabla indica los mejores resultados obtenidos con los diferentes aditivos en las 4 mezclas preparadas anteriormente, basados en los que tienen menor % de retenido en malla N 325 y una finura mayor por medio del Blaine (cm2/g), las mismas que se utilizan para preparar mezclas de cemento con el 20 y 15 % de puzolana.
Parmetros fsicos |
Cemento con aditivo 0,75 ml (ca3) |
Cemento con aditivo 1,0 ml (cb4) |
Cemento con aditivo 0,5 ml (cc4) |
Cemento con aditivo 1,5 ml (cd3) |
Blaine (cm2/g) |
4067 |
4067 |
4067 |
4042 |
Retenido malla N 325 (%) |
16,24 |
17,79 |
15,86 |
17,46 |
Mejoramiento malla n325 (%) |
16,70 |
8,77 |
18,67 |
10,46 |
Mezcla de Cemento con de 20 % puzolana y dosificacin con Aditivos
Componente |
Norma inen 490 |
Resultados |
Cantidad y tipo de aditivo (ml) |
Anlisis |
Composicin qumica (%) |
|
|
|
Las mezclas de cementos preparados: ca3, cb4, cc4 y cd3, con una adicin del 20 % de puzolana la composicin qumica no tiene mucha variacin y cumple con la norma inen 490 |
Anlisis fsico |
||||
Fraguado inicial (min.) |
> 45 |
118 154 |
1,5 - d3 1,0 - b4 |
Cemento patrn ms dosis aditivo d3 Cemento patrn ms dosis aditivo b4 |
Fraguado final (horas) |
< 7 |
3,10 3,38 |
1,5 - d3 0,5 - c4 |
Cemento patrn ms dosis aditivo d3 Cemento patrn ms dosis aditivo c4 |
Contenido de aire (%) |
≤ 12 |
2,0472 2,4401 |
0,75 a3 0,5 - c4 |
Cemento patrn ms dosis aditivo a3 Cemento patrn ms dosis aditivo c4 |
Expansin o contraccin en autoclave (%) |
0,8 - 0,2 |
-0,0148 -0,0024 |
1,5 - d3 0,5 - c4 |
Cemento patrn ms dosis aditivo d3 Cemento patrn ms dosis aditivo c4 |
Blaine (cm2/g) |
---- |
3694 3776 |
1,0 - b4 1,5 - d3 |
Cemento patrn ms dosis aditivo b4 Cemento patrn ms dosis aditivo d3 |
Retenido malla n325 (%) |
---- |
19,62 18,9 |
1,0 - b4 1,5 - d3 |
Cemento patrn ms dosis aditivo b4 Cemento patrn ms dosis aditivo d3 Los parmetros fsicos antes mencionados estn dentro del rango que especifica la norma inen 490 |
Resistencias a la compresin |
||||
1 da (mpa) |
--- |
5,77 6,83 |
1,0 - b4 1,5 - d3 |
Cemento patrn ms dosis aditivo b4 Cemento patrn ms dosis aditivo d3 |
3 das (mpa) |
13 |
8,94 12,73 |
1,0 - b4 1,5 - d3 |
Cemento patrn ms dosis aditivo b4 Cemento patrn ms dosis aditivo d3 Ningn resultado cumple con la norma inen 490 que es de 13 mpa |
7 das (mpa) |
20 |
15,81 18,97 |
1,0 - b4 0,75 - a3 |
Cemento patrn ms dosis aditivo b4 Cemento patrn ms dosis aditivo a3 Ningn resultado cumple con la norma inen 490 que es de 20 mpa |
28 das (mpa) |
25 |
24,82 28,11 |
1,0 - b4 1,5 - d3 |
Cemento patrn ms dosis aditivo b4 Cemento patrn ms dosis aditivo d3 El cemento con aditivo b4 no cumple con la norma inen 490. Todas las dems dosificaciones si cumplen con la norma inen 490 que es de 28 mpa con el 20 % de puzolana; especialmente con el aditivo d (ruredil s.p.a. de italia) con las dosificaciones 1,5 ml |
Mezcla de Cemento con de 15 % puzolana y dosificacin con Aditivos
Componente |
Norma inen 490 |
Resultados |
Cantidad y tipo de aditivo (ml) |
Anlisis |
Composicin qumica (%) |
|
|
|
Las mezclas de cementos preparados: ca3, cb4, cc4 y cd3, con una adicin del 20 % de puzolana la composicin qumica no tiene mucha variacin y cumple con la norma Inen 490 |
Anlisis fsico |
||||
Fraguado inicial (min.) |
> 45 |
115 148 |
1,5 - d3 1,0 - b4 |
Cemento patrn ms dosis aditivo d3 Cemento patrn ms dosis aditivo b4 |
Fraguado final (horas) |
< 7 |
2,83 3,40 |
1,5 - d3 1,0 - b4 |
Cemento patrn ms dosis aditivo d3 Cemento patrn ms dosis aditivo b4 |
Contenido de aire (%) |
≤ 12 |
2,7670 2,9009 |
1,5 d3 1,0 - b4 |
Cemento patrn ms dosis aditivo d3 Cemento patrn ms dosis aditivo b4 |
Expansin o contraccin en autoclave (%) |
0,8 - 0,2 |
-0,0016 -0,0227 |
1,5 - d3 0,75 - a3 |
Cemento patrn ms dosis aditivo d3 Cemento patrn ms dosis aditivo a3 |
Blaine (cm2/g) |
---- |
3514 3600 |
1,0 - b4 0,5 - c4 |
Cemento patrn ms dosis aditivo b4 Cemento patrn ms dosis aditivo c4 |
Retenido malla n325 (%) |
---- |
20,91 18,07 |
1,0 - b4 1,5 - c4 |
Cemento patrn ms dosis aditivo b4 Cemento patrn ms dosis aditivo c4 Los parmetros fsicos antes mencionados estn dentro del rango que especifica la norma inen 490 |
Resistencias a la compresin |
||||
1 da (mpa) |
--- |
6,21 9,11 |
1,0 - b4 0,5 - c4 |
Cemento patrn ms dosis aditivo b4 Cemento patrn ms dosis aditivo c4 |
3 das (mpa) |
13 |
13,03 15,95 |
1,0 - b4 0,5 - c4 |
Cemento patrn ms dosis aditivo b4 Cemento patrn ms dosis aditivo c4 Todos resultados cumplen satisfactoriamente con las resistencias mecnicas iniciales con la norma inen 490 que es de 13 mpa cuando se utiliza un 15 % de puzolana. Especialmente con el aditivo c (ruredil s.p.a. de italia) con las dosificaciones 0,5 ml |
7 das (mpa) |
20 |
20,23 22,02 |
1,0 - b4 1,5 - d3 |
Cemento patrn ms dosis aditivo b4 Cemento patrn ms dosis aditivo d3 Todos resultados cumplen satisfactoriamente con las resistencias mecnicas iniciales con la norma inen 490 que es de 20 mpa cuando se utiliza un 15 % de puzolana, especialmente con el aditivo d (ruredil s.p.a. de italia) con las dosificaciones 1,5 ml |
28 das (mpa) |
25 |
32,17 38,18 |
1,0 - b4 0,5 - c4 |
Cemento patrn ms dosis aditivo b4 Cemento patrn ms dosis aditivo c4 Todos resultados cumplen satisfactoriamente con las resistencias mecnicas iniciales con la norma inen 490 que es de 25 mpa cuando se utiliza un 15 % de puzolana; especialmente con el aditivo c (ruredil s.p.a. de italia) con las dosificaciones 0,5 ml |
Conclusiones
Las materias primas utilizados como material de adicin al cemento, estn dentro de los lmites permitidos en cuanto a su composicin, teniendo la calidad adecuada para ser molidos en conjunto con el clnker producido en la empresa. As:
El yeso que contiene 41,92% SO3 equivale al 90,13% Yeso. Para el yeso no hay Norma Tcnica que especifique el porcentaje mnimo de pureza o SO3, pero pasado el 90 % es de buena calidad.
La caliza con 79,75 % promedio CaCO3 se encuentra dentro de los parmetros de las Normas Tcnicas internas de la empresa, que debe contener por lo menos el 70 % en masa de una o ms de las formas minerales de carbonato de calcio.
La puzolana que tiene un 65,74 % SiO2 y un ndice de actividad de 81,93% la cual est dentro de la Norma para Cementos Hidrulicos Compuestos, Requisitos-NTE INEN 490:2011 que permite un % mnimo a los 28 das de 75% de actividad.
El clnker que segn el anlisis gravimtrico contiene: 51,67 % de C3S, 27,79 % de C2S, 6,51 % de C3A y 10,92 % C4AF. Con las fases del clnker se obtuvo resistencias iniciales bajas debido a la poca cantidad de alita (C3S) y resistencias finales altas debido a las cantidades altas de Belita (C2S) principalmente.
Se investigaron 4 tipos de aditivos provenientes de 2 empresas distintas: Sika Ecuatoriana
S.A. y RUREDIL S.P.A. de Italia.
Los aditivos fueron dosificados segn las fichas tcnicas de cada uno respectivamente, en el caso de los aditivos de SIKA se hizo la misma dosificacin para ambos, obtenindose los mejores resultados con el aditivo SIKAGRIND 109-EC, con una dosificacin de 0,75 ml (A3), el cual dio un mejoramiento en la malla N 325 de 16,7 % de retenido y finura, con resistencias iniciales a un da de 6,09 MPa y a 3 das de 9,9 MPa indicando un % de mejoramiento en las resistencias de 30 % aproximadamente.
La cantidad de puzolana mxima que es posible aadir a la molienda junto con el clnker que produce la empresa oscila entre 15 % - 18 %; utilizando el aditivo RGA K155 con una dosificacin de 0,5 ml (C4) e incluso se puede utilizar el aditivo RGA S346 con una dosificacin de 1,5 (D3) que fueron los ms eficientes y capaces de satisfacer los requisitos de la norma NTE INEN 490:2011 para Cemento Portland Puzolnico IP.
Hay que tomar en cuenta que con 15 % de adicin de puzolana las resistencias iniciales y finales empiezan a subir y con 25 % no se llega a cumplir con la Norma NTE INEN 490:2011 segn la investigacin.
La sustitucin por puzolana del cemento portland reduce siempre la resistencia a edades tempranas aunque aumenta la resistencia a edades mayores, como se pudo evidenciar en los resultados de las resistencias cuando se aadi 25 % de puzolana; pero las resistencias iniciales no alcanzaron a cumplir con la Norma NTE INEN 490:2011 ya que las resistencias estn ligadas directamente a las fases del clnker como la alita (resistencias iniciales) y belita (resistencias finales) las cuales le dan su calidad.
Como conclusin el aditivo ms eficiente para la molienda del clnker que produce la empresa y eficiencia en el mejoramiento de la finura y resistencias es el aditivo RGA K155 de la empresa RUREDIL S.P.A. con una dosificacin de 0,5 ml. (C4)
Recomendaciones
Si la empresa desea implementar en el proceso de molienda final a escala industrial uno de los aditivos investigados, se debe utilizar el aditivo RGA K155 proveniente de la empresa RUREDIL S.P.A. con una dosis de 0,5 (C4) ml del aditivo.
Se debe seguir realizando ms investigaciones con otros aditivos de otras casas comerciales que existen en el mercado nacional e internacional.
Se debe realizar las mismas investigaciones con aditivos slidos naturales como una caliza de ms alto contenido de carbonato de calcio (> 90 %) o aditivos sintticos
Referencias
1. BICZOCY. T., Qumica de los Cementos., 5a Ed., Bilbao Espaa., URMO.,1978., p. pp. 24 29.
2. DUDA, Walter H., Manual Tecnolgico del Cemento., Tcnicos Asociados. Espaa., 1977., p. pp. 1 136.
3. LABAHN, Hy KOHLHAAS, L., Prontuario del Cemento., 5a Ed., Barcelona Espaa., Tcnicos Asociados., 1983., p. pp. 152.
4. INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIN (NORMA TCNICA ECUATORIANA NTE INEN 490:2011)., Quinta revisin., Cementos Hidrulicos Compuestos. Requisitos.
2020 por los autores. Este artculo es de acceso abierto y distribuido segn los trminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribucin-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0) (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).
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