Cemento: Efecto de los Componentes

Cada uno de los cuatro compuestos principales del cemento Pórtland, así como los compuestos secundarios, contribuye en el comportamiento del cemento, cuando pasa del estado plástico al endurecido después de la hidratación. El conocimiento del comportamiento de cada uno de los compuestos principales, durante la hidratación, permite ajustar las cantidades de cada uno durante la fabricación, para producir las propiedades deseadas en el cemento. 


El Silicato Tricálcico, C3S, es el compuesto activo por excelencia del clinker, es el que produce la alta resistencia inicial del cemento Pórtland hidratado. Pasa del fraguado inicial al final en unas cuantas horas. El C3S reacciona con el agua desprendiendo una gran cantidad de calor (calor de hidratación). La rapidez de endurecimiento de la pasta de cemento está en relación directa con el calor de hidratación; cuanto más rápido sea el fraguado, mayor será la exotermia. El C3S hidratado alcanza gran parte de su resistencia en siete días. Debe limitarse el contenido de S3C en los cementos para obras de grandes masas de hormigón, no debiendo rebasarse un 35%, con objeto de evitar valores elevados del calor de hidratación.

El Silicato Tricálcico, C3S, es el compuesto activo por excelencia del clinker, es el que produce la alta resistencia inicial del cemento Pórtland hidratado. Pasa del fraguado inicial al final en unas cuantas horas. El C3S reacciona con el agua desprendiendo una gran cantidad de calor (calor de hidratación). La rapidez de endurecimiento de la pasta de cemento está en relación directa con el calor de hidratación; cuanto más rápido sea el fraguado, mayor será la exotermia. El C3S hidratado alcanza gran parte de su resistencia en siete días. Debe limitarse el contenido de S3C en los cementos para obras de grandes masas de hormigón, no debiendo rebasarse un 35%, con objeto de evitar valores elevados del calor de hidratación.

El  Silicato Dicálcico, C2S,  requiere algunos días para fraguar. Es  el  causante principal de la resistencia posterior de la pasta de cemento Pórtland. Debido a que su reacción de hidratación avanza con lentitud, genera un bajo calor de hidratación. Este compuesto en el cemento Pórtland desarrolla  menores  resistencias  que  el  C3S  en  las  primeras  edades;  sin embargo,  aumenta gradualmente, alcanzando a unos tres meses una resistencia similar a la del C3S. Los cementos con alto contenido en silicato dicálcico son más resistentes a los sulfatos.
Aluminato Tricálcico, C3A, presenta fraguado instantáneo al ser hidratado y gran retracción. Es el causante primario del fraguado inicial del cemento Pórtland y desprende grandes cantidades de calor durante la  hidratación. El  yeso, agregado al  cemento durante el  proceso de  fabricación, en  la trituración o en la molienda, se combina con el C3A para controlar el tiempo de fraguado, por su acción al retardar la hidratación de este. El compuesto C3A muestra poco aumento en la resistencia después de un día. Aunque el C3A hidratado, por si solo, produce una resistencia muy baja, su presencia en el cemento Pórtland hidratado produce otros efectos importantes. Por ejemplo un aumento en la cantidad de C3A en el cemento Pórtland ocasiona un fraguado más rápido, pero conduce a propiedades indeseables del hormigón, como una mala resistencia a los sulfatos y un mayor cambio de volumen. Su estabilidad química es buena frente a ciertas aguas agresivas (de mar, por ejemplo) y muy débil frente a sulfatos. Con objeto de frenar la rápida reacción del aluminato tricálcico con el agua y regular el tiempo de fraguado del cemento, se añade al clinker un sulfato (piedra de yeso).

El Ferroaluminato Tetracálcico, C4AF, El uso de más óxido de hierro en la alimentación del horno ayuda a disminuir el C3A, pero lleva a la formación de C4AF, un producto que actúa como relleno con poca o ninguna resistencia. No obstante, es necesario como fundente para bajar la temperatura de formación del clinker. Es semejante al C3A, porque se hidrata con rapidez y sólo desarrolla baja resistencia. No obstante, al contrario del C3A, no muestra fraguado instantáneo. Su resistencia a las aguas selenitosas y agresivos en general es la mas alta de todos los constituyentes. Su color oscuro le hace prohibitivo para los cementos blancos por lo que en este caso se utilizan otros fundentes en la fabricación.

La Cal libre, CaO, No debe sobrepasar el 2%, ya que en cantidades excesivas puede dar por resultado una calcinación insuficiente del clinker en el horno, esto puede provocar expansión y desintegración del hormigón. Inversamente, cantidades muy bajas de cal libre reducen la eficiencia en el consumo de combustible y producen un clinker duro para moler que reacciona con mayor lentitud.

El  Oxido de Magnesio queda limitado por las especificaciones al 6%, ya que conduce a una expansión de volumen variable en el hormigón, debido a la hidratación retardada, en especial en un medio ambiente húmedo.

Los  Álcalis  (Na2O  y  K2O)  son  componentes secundarios  importantes, ya  que pueden  causar deterioro expansivo cuando se usan tipos reactivos de agregados silíceos para el hormigón. Se especifica cemento de bajo álcali en zonas en donde se encuentran estos agregados. El cemento de bajo álcali contiene no más del 0,6% de álcalis totales. Sin embargo, debe controlarse el porcentaje de álcalis totales en el  hormigón, ya que el  álcali puede entrar a  la  mezcla de ese hormigón proveniente de ingredientes que no son el cemento, como el agua, los agregados y los aditivos.

Trioxido de azufre, SO3, el azufre proviene de la adición de piedra de yeso que se hace al clinker durante la molienda para regular su fraguado, pudiendo también provenir del combustible empleado en el homo. Un exceso de SO3 puede conducir al fenómeno de falso fraguado, por lo que conviene limitarlo a no mas del 4%.

Perdida al fuego, cuando su valor es apreciable, la perdida al fuego proviene de la presencia de adiciones  de  naturaleza  caliza  o  similar,  lo  cual  no  suele  ser  conveniente.  Si  el  cemento  ha experimentado un prolongado almacenamiento, la perdida al fuego puede provenir del vapor de agua o  del CO2  presentes en el conglomerante, siendo entonces expresiva de una meteorización del cemento.

Residuo insoluble, proviene de la presencia de adiciones de naturaleza silicea. No debe superar el 5% para el Pórtland I.

0 comentarios:

Publicar un comentario en la entrada