ANEJO III

ANEJO III
Componentes del cemento
AIII.1 General
Los requisitos de los componentes especificados se determinarán siguiendo los métodos de ensayo descritos en las normas de la serie UNE-EN 196.
AIII.2 Componentes principales
AIII.2.1 Clínker de cemento.
AIII.2.1.1 Clínker de cemento pórtland (K).
El clínker de cemento pórtland se obtiene por sinterización de una mezcla homogénea de materias primas (crudo, pasta o harina) conteniendo elementos, normalmente expresados en forma de óxidos, CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 y pequeñas cantidades de otras materias.
El clínker de cemento pórtland es un material hidráulico que debe estar constituido al menos en dos tercios de su masa por silicatos de calcio [3CaO.SiO2] y [2CaO.SiO2], estando constituido el resto por fases del clínker conteniendo aluminio, hierro y por otros compuestos. La relación en masa (CaO) / (SiO2) no será menor de 2,0 y el contenido de óxido de magnesio (MgO) no excederá del 5,0 % en masa.
El contenido de aluminatro tricálcico (C3A) del clínker de cemento pórtland utilizado en los cementos comunes resistentes a sulfatos de los tipos CEM I y CEM IV de la norma UNE-EN 197-1, y de los tipos CEM II, CEM III/A y CEM V/A de la norma UNE 80303-1, así como en los cementos resistentes al agua de mar de la norma UNE 80303-2, deberá cumplir los límites indicados en las tablas AI.1.1b., AII.1.1 y AII.3.1, respectivamente.
Su cálculo deberá realizarse con la siguiente expresión:
Si A/F > 0,64 C3A = 2,65 A – 1,69 F
Si A/F < 0,64 C3A = 0
en la que A y F son los porcentajes en masa de Al2O3 y Fe2O3, respectivamente, del clínker determinados de acuerdo con la norma EN 196-2.
Adicionalmente, el contenido de aluminado tricálcico y ferritoaluminato tetracálcico (C3A + C4AF) del clínker de cemento pórtland utilizado en los cementos resistentes a sulfatos y en los cementos resistentes a agua de mar de las normas UNE 80303-1 y UNE 80303-2, respectivamente, deberán cumplir los límites indicados para cada uno de ellos en las tablas AII.1.1 y AII.3.1.
El cálculo del ferritoaluminato tetracálcico se realizará con la siguiente expresión:
Si A/F > 0,64 C4AF = 3,04 F
Si A/F < 0,64 C4AF = 4,77 A
AIII.2.1.2 Clínker de cemento pórtland (K) empleado en cementos resistentes a los sulfatos y en cementos resistentes al agua de mar.
Las especificaciones adicionales para los cementos comunes resistentes a los sulfatos y al agua de mar son, en cuanto a su clínker, las limitativas de su contenido de aluminato tricálcico y de la suma de sus contenidos de aluminato tricálcico y ferrito-aluminato tetracálcico, señaladas en las tablas AII.1.1 y AII.2.1 de esta Instrucción.
AIII.2.1.3 Clínker de cemento pórtland blanco (K).
El clínker de cemento pórtland blanco es el componente fundamental presente en todos los cementos blancos. Sus requisitos vienen definidos en la norma UNE-EN 197-1 y, además, debe tener una blancura de L* ≥ 87, medida según la norma UNE 80117.
AIII.2.1.4 Clínker de cemento de aluminato de calcio (K).
El clínker de cemento de aluminato de calcio es un material hidráulico que se obtiene por fusión o sinterización de una mezcla homogénea de materiales aluminosos y calcáreos conteniendo elementos, normalmente expresados en forma de óxidos, siendo los principales los óxidos de aluminio, calcio y hierro (Al2O3, CaO, Fe2O3), y pequeñas cantidades de óxidos de otros elementos (SiO2, TiO2, S=, SO3, Cl-, Na2O, K2O, etc.). El componente mineralógico fundamental es el aluminato monocálcico (CaO.Al2O3).
AIII.2.2 Escoria de horno alto (S).
La escoria de horno alto se obtiene por enfriamiento rápido de una escoria fundida de composición adecuada, obtenida por la fusión del mineral de hierro en un horno alto. Se la conoce normalmente como escoria granulada para distinguirla de otras formas obtenidas mediante otros sistemas de enfriamiento. Está constituida, al menos en dos tercios de su masa, por escoria vítrea y posee propiedades hidráulicas cuando se activa de manera adecuada.
En la escoria de horno alto, la relación en masa (CaO + MgO) / (SiO2) debe ser superior a 1,0 y la suma de óxidos de calcio, magnesio y silicio (CaO + MgO + SiO2) no podrá ser inferior a dos tercios de su masa. El resto contiene óxido de aluminio (Al2O3) junto con pequeñas cantidades de otros compuestos.
AIII.2.3 Puzolanas (P, Q).
AIII.2.3.1 Generalidades.
Las puzolanas son sustancias naturales de composición silícea o sílico-aluminosa o combinación de ambas.
Las puzolanas no endurecen por si mismas cuando se amasan con agua, pero finamente molidas y en presencia de agua reaccionan, a la temperatura ambiente normal, con el hidróxido de calcio disuelto [Ca(OH)2] para formar compuestos de silicato de calcio y aluminato de calcio capaces de desarrollar resistencia. Estos compuestos son similares a los que se forman durante el endurecimiento de los materiales hidráulicos.
Las puzolanas están compuestas esencialmente por dióxido de silicio reactivo (SiO2) y óxido de aluminio (Al2O3). El resto contiene óxido de hierro (Fe2O3) y otros óxidos. La proporción de óxido de calcio reactivo es de poca importancia para el endurecimiento. El contenido de dióxido de silicio reactivo (SiO2) no será menor del 25% en masa.
Las puzolanas deben prepararse correctamente, es decir, deben ser seleccionadas, homogeneizadas, secadas o tratadas térmicamente y pulverizadas, dependiendo de su estado de producción o de suministro.
AIII.2.3.2 Puzolana natural (P).
Las puzolanas naturales son normalmente materiales de origen volcánico o rocas sedimentarias con composición química y mineralógica adecuadas.
Para poder utilizarse en cementos resistentes a los sulfatos (SRC) y en cementos resistentes al agua de mar (MR) –conformes a las normas UNE 80303-1 y UNE 80303-2, respectivamente– las puzolanas naturales deben cumplir las especificaciones indicadas en el apartado AII.2.1 relativas a su composición, puzolanicidad e índice de actividad resistente.
AIII.2.3.3 Puzolana natural calcinada (Q).
Las puzolanas naturales calcinadas son materiales de origen volcánico, arcillas, pizarras o rocas sedimentarias activadas por tratamiento térmico.
AIII.2.4 Cenizas volantes (V, W).
AIII.2.4.1 Generalidades.
Las cenizas volantes se obtienen por precipitación electrostática o mecánica de partículas pulverulentas arrastradas por los flujos gaseosos de hornos alimentados con carbón pulverizado. Las cenizas obtenidas por otros métodos no deberán emplearse en los cementos. Las cenizas volantes pueden ser de naturaleza silícea o calcárea. Las primeras tienen propiedades puzolánicas; las segundas pueden tener, además, propiedades hidráulicas. La pérdida por calcinación de las cenizas volantes determinada conforme a la norma UNE-EN 196-2, pero empleando un tiempo de calcinación de una hora, debe encontrarse dentro de alguno de los siguientes límites:
a) 0 a 5 por ciento en masa.
b) 2 a 7 por ciento en masa.
c) 4 a 9 por ciento en masa.
El límite superior de la pérdida por calcinación de la ceniza volante, empleada como componente principal del cemento, debe indicarse en el envase y/o en el albarán.
AIII.2.4.2 Cenizas volantes silíceas (V): La ceniza volante silícea es un polvo fino de partículas esféricas que tiene propiedades puzolánicas. Consta esencialmente de dióxido de silicio reactivo (SiO2) y óxido de aluminio (Al2O3). El resto contiene óxido de hierro (Fe2O3) y otros compuestos.
El contenido de dióxido de silicio (SiO2) reactivo no será inferior al 25 % en masa. La proporción de óxido de calcio (CaO) reactivo será menor del 10,0 % en masa, y el contenido de óxido de calcio (CaO) libre, determinado por el método descrito en la norma UNE-EN 451-1, no excederá del 1,0 % en masa.
Las cenizas volantes con un contenido de óxido de calcio (CaO) libre inferior al 2,5% en masa son también aceptables con la condición de que el requisito de la expansión (estabilidad) no sobrepase los 10 mm cuando sea ensayada conforme a la norma UNE-EN 196-3, usando una mezcla de un 30 % en masa de ceniza volante silícea y un 70 % en masa de un cemento tipo CEM I.
Para poder utilizarse en cementos resistentes a los sulfatos (SRC) y en cementos resistentes al agua de mar (MR) –conformes a las normas UNE 80303-1 y UNE 80303-2, respectivamente– las cenizas volantes silíceas deben cumplir las especificaciones indicadas en el apartado AII.2.1 relativas a su composición, puzolanicidad e índice de actividad resistente.
AIII.2.4.3 Cenizas volantes calcáreas (W).
La ceniza volante calcárea es un polvo fino que tiene propiedades hidráulicas o puzolánicas. Consta esencialmente de óxido de calcio reactivo (CaO), dióxido de silicio reactivo (SiO2) y óxido de aluminio (Al2O3). El resto contiene óxido de hierro (Fe2O3) y otros compuestos.
La proporción de óxido de calcio (CaO) reactivo será superior a un 10 % en masa. Si esta proporción no supera el 15% en masa se exigirá, además, que el contenido en masa de dióxido de silicio (SiO2) reactivo sea superior al 25%. En caso contrario, su resistencia a compresión, determinada conforme a la norma UNE-EN 196-1, será de al menos 10 N/mm2 a 28 días.
Para la realización del ensayo de resistencia a compresión, la ceniza volante será previamente molida hasta una finura tal que tras su tamizado en húmedo el porcentaje retenido sobre el tamiz de 40 µm esté comprendido entre un 10% y un 30% en masa. El mortero se preparará exclusivamente con ceniza volante calcárea molida. Las probetas se desmoldarán a las 48 horas de su preparación y se curarán hasta su ensayo con una humedad relativa de al menos el 90%.
La expansión (estabilidad de volumen) de las cenizas volantes calcáreas no sobrepasará los 10 mm cuando sean ensayadas conforme a la norma UNE-EN 196-3, usando una mezcla de un 30 % en masa de ceniza volante calcárea molida como se ha descrito anteriormente, y un 70 % en masa de un cemento tipo CEM I.
Dado que el contenido en sulfatos (SO3) de estas cenizas pudiera ser importante, se debe extremar el cuidado en las proporciones en las que se utiliza para no superar el límite superior permitido en el cemento, efectuándose en caso necesario los ajustes precisos en aquellos constituyentes que contengan sulfato de calcio (CaSO4).
AIII.2.5 Esquisto calcinado (T).
El esquisto calcinado, particularmente el bituminoso, se produce en un horno especial a temperaturas de aproximadamente 800 ºC. Debido a la composición del material natural y al proceso de producción, el esquisto calcinado contiene fases del clínker, principalmente silicato bicálcico (2 CaO SiO2) y aluminato monocálcico (CaO Al2O3). También contiene proporciones mayores de óxidos puzolánicamente reactivos, especialmente dióxido de silicio (SiO2), además de pequeñas cantidades de óxido de calcio (CaO) libre y de sulfato de calcio (CaSO4). En consecuencia, en estado finamente molido, el esquisto calcinado presenta propiedades hidráulicas, como las del cemento pórtland, así como propiedades puzolánicas.
El esquisto calcinado deberá tener una resistencia a compresión de al menos 25 N/mm2 a 28 días, ensayado conforme a la norma UNE-EN 196-1. El mortero para ensayo de resistencia a compresión estará preparado sólo con esquisto calcinado finamente molido. Las probetas de mortero deben ser desmoldadas 48 horas después de su preparación y curadas con una humedad relativa superior o igual a un 90 % hasta el ensayo.
La expansión (estabilidad de volumen) del esquisto calcinado no sobrepasará los 10 mm, ensayado conforme a la norma UNE-EN 196-3, usando una mezcla de un 30 % en masa de esquisto calcinado y un 70 % en masa de un cemento tipo CEM I.
Si el contenido en sulfato (SO3) del esquisto calcinado excede el límite superior permitido para el contenido de sulfato en el cemento, esto debe tenerse en cuenta por el fabricante del cemento reduciendo convenientemente los constituyentes que contienen sulfato de calcio (CaSO4).
AIII.2.6 Caliza (L, LL).
Las calizas cumplirán con los siguientes requisitos:
a) El contenido de carbonato de calcio (CaCO3), calculado a partir del contenido de óxido de calcio (CaO), no será inferior al 75% 75 % en masa.
En el caso de los cementos portland compuestos CEM II/C-M y cementos compuestos CEM VI, incluidos en el apartado AII.6, el contenido de carbonato de calcio (CaCO3) calculado a partir del contenido de óxido de calcio (CaO) debe ser como mínimo del 40 % en masa y la suma de carbonato de calcio (CaCO3) y de carbonato de magnesio (CaCO3 y MgCO3) calculado a partir del contenido de óxido de calcio y de óxido de magnesio, respectivamente, debe ser como mínimo del 75 % en masa.
b) El contenido de arcilla, determinado por el método del azul de metileno conforme a la norma UNE-EN 933-9, será menor de 1,20 g/100 g. Para este ensayo, la caliza estará molida a una finura aproximada de 5.000 cm2/g, determinada como superficie específica conforme a la norma UNE-EN 196-6.
c) El contenido de carbono orgánico total (TOC), determinado conforme a la norma UNE-EN 13639, cumplirá uno de los siguientes criterios:
Para los subtipos LL: no excederá del 0,20 % en masa.
Para los subtipos L: no excederá del 0,50 % en masa.
AIII.2.7 Humo de sílice (D).
El humo de sílice se origina por la reducción de cuarzo de elevada pureza con carbón en hornos de arco eléctrico, para la producción de silicio y aleaciones de ferrosilicio, y consiste en partículas esféricas muy finas conteniendo al menos el 85 % en masa de dióxido de silicio (SiO2) amorfo.
El humo de sílice cumplirá los siguientes requisitos:
a) la pérdida por calcinación determinada conforme a la norma UNE-EN 196-2, pero empleando un tiempo de calcinación de una hora, no superará el 4% en masa;
b) la superficie específica (BET) del humo de sílice sin tratar, determinada conforme a la norma UNE- ISO 9277, será al menos de 15 m2/g.
Para poder utilizarse en cementos resistentes a los sulfatos (SRC) y en cementos resistentes al agua de mar (MR) –conformes a las normas UNE 80303-1 y UNE 80303-2, respectivamente– el humo de sílice deberá cumplir las especificaciones indicadas en el apartado AII.2.1 relativas a su composición, puzolanicidad e índice de actividad resistente.
AIII.3 Componentes adicionales minoritarios
Los componentes adicionales minoritarios son materiales minerales naturales o derivados del proceso de fabricación del clínker. También pueden ser componentes adicionales minoritarios los especificados en el apartado AIII.2 a menos que estén incluidos como componentes principales del cemento. Estarán correctamente seleccionados, homogeneizados, secados y pulverizados, en función de su estado de producción o suministro.
Los componentes adicionales minoritarios no aumentarán sensiblemente la demanda de agua del cemento, no disminuirán la resistencia del hormigón o del mortero en ningún caso, ni reducirán la protección de las armaduras frente a la corrosión. Estos componentes suelen mejorar las propiedades físicas de los cementos (tales como la docilidad o la retención de agua).
El fabricante facilitará la información sobre los componentes adicionales minoritarios del cemento cuando el usuario así lo solicite.
AIII.4 Sulfato de calcio
El sulfato de calcio (CaSO4) se añade durante la fabricación del cemento para controlar el fraguado.
El sulfato de calcio puede ser yeso (sulfato de calcio dihidratado, CaSO4.2H2O), hemihidrato (CaSO4.½H2O), o anhidrita (sulfato de calcio anhidro CaSO4), o cualquier mezcla de ellos. El yeso y la anhidrita se encuentran en la naturaleza. Además, el sulfato de calcio también puede obtenerse como subproducto de ciertos procesos industriales.
AIII.5 Aditivos
Los aditivos son componentes no contemplados en los apartados anteriores, que se añaden para mejorar la fabricación o las propiedades del cemento.
La cantidad total de aditivos no excederá del 1% en masa del cemento (a excepción de los pigmentos); mientras que la cantidad de aditivos orgánicos no excederá del 0,2 % en masa del cemento, medida sobre el residuo seco.
AIII.5.1 Aditivos en cementos de la norma UNE-EN 197-1.
Cuando en un cemento común de la norma UNE-EN 197-1 se incorporen aditivos para el hormigón, mortero o lechadas conformes a las normas de la serie EN UNE-EN 934, deberá indicarse tal circunstancia declarando la designación normalizada del aditivo utilizado en los sacos y/o albaranes.
AIII.5.2 Aditivos de los cementos de albañilería de la norma UNE-EN 413-1.
En los cementos de albañilería se permite la incorporación de pigmentos inorgánicos, conformes con la norma UNE-EN 12878, con la excepción de negro de carbono, quedando expresamente prohibida la utilización de pigmentos orgánicos.
Así mismo, se permite la utilización de agentes aireantes con el fin de mejorar su docilidad y durabilidad, respetando las limitaciones indicadas en el apartado AI.4.3 con el fin de asegurar una buena adherencia.