Pregunta 1
Se llaman materiales aglomerantes
aquellos materiales que, en estado pastoso y con consistencia variable, tienen
la propiedad de poderse moldear y capaces de unir fragmentos de una o varias
sustancias y dar cohesión al conjunto por métodos exclusivamente físicos; en
los conglomerantes es mediante procesos químicos.
El mortero es un compuesto de conglomerantes inorgánicos, agregados
finos y agua, y posibles aditivos que sirven para pegar elementos de
construcción. El yeso no es mortero porque es solo yeso y agua.
El fraguado es el proceso de endurecimiento y pérdida de plasticidad.
Principal diferente en el proceso de fraguado es el tiempo.
• Cal: producto resultante de la
descomposición de las rocas calizas (CaCO3). Tras pasar por las `caleras´
(hornos) se obtiene cal viva (CaO) que con agua y cal apagada (Ca(OH)2). La cal
se endurece y actúa como aglomerante, se la llama `aérea´ y puede dar lugar a
grietas. Ya no se utiliza, en los 60 fue sustituida por el cemento.
• Yeso: se obtiene a partir de piedras de yeso
de canteras de superficie. Se tritura y se deshidrata en hornos a 450. Es
barato y se adhiere muy bien (menos a la madera) y en elementos férricos
provoca oxidación. Absorbe mucha humedad, y puede ser: negro (paredes no vistas), blanco
(mayor pureza y paredes vistas) y escayola
(con pureza mayor al 90%)
• Cemento y hormigón: El cemento
es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas,(Hormigón es es cemento con grava y
arena)El más conocido es el cemento Portland, que fragua cuando se mezcla con
agua. Su fabricación consta de 3 fases:
- Preparación del crudo: la materia se
tritura, se muele y se mezcla.
- Calcinación: la mezcla se calcina en
un horno a unos 1400º. Se forma clínquer (masa de granos duros), que se enfría
y se almacena.
- Molienda: se muele el clínqer
añadiéndole yeso. Luego se almacena y
se envasa en sacos o se transporta en
cisternas.
2. a) Estrictamente, el yeso (CaSO4.2H2O) ¿es un aglomerante?, b) ¿de qué manera y a qué
temperatura el yeso se transforma en un aglomerante (escribir la ecuación química), c) ¿Qué ocurre
si el yeso se calienta a más temperatura que la anterior? (ecuación química).
Materiales de construcción: aglomerantes y morteros
2)
a) El
YESO (CaSO4.2H20) es un mineral que se obtiene de forma
natural, debido a que necesita un tratamiento térmico para ser un aglomerante,
estrictamente no lo es.
b) Para
transformar el yeso en aglomerante, se lo somete a una deshidratación parcial,
mediante calcinación a una temperatura entre 90ºC y 130/160ºC:
CaSO4.2H2O > CaSO4.1/2H2O
+ 3/2H2O
ß--------
(CaSO4.1/2H2O
: sulfato de calcio hemihidratado)
Luego, al amasarse con agua, comienza el
proceso de fragaudo. Una vez finalizado este preceso, se puede usar el yeso
como aglomerante:
CaSO4.1/2H2O
(s) + 3/2H2O > CaSO4.2H2O
(s)
c) Si
se calienta el yeso a mayor temperatura
que 160ºC, se deseca el sulfato de calcio hemihidratado y se obtiene sulfato de
calcio:
CaSO4.1/2H2O
> CaSO4
(s) + ½ H2O
Φ
El
CaSO4 (s) no puede volver a formar yeso ni dihidrato.
3. Si el yeso se calienta a 900 ºC sufre
descomposición química que lo transforma en el llamado yeso de cubrición:
a) Escribir la ecuación química
b) ¿Qué se forma durante el fraguado de
este material por agregado de agua?
a)
Si al yeso se
lo lleva a más de 900° C, se “calcina a muerte”, y se produce un
desprendimiento de trióxido de azufre:
CaSO4 + calor → CaO + SO3
b)
Esta nueva
mezcla es soluble y muy resistente una vez que fragua, ya que forma el
dihidrato y CaCO3:
CaSO4 + CaO + 2 H2O + CO2
→ CaSO4
2 H2O + CaCO3
El yeso que contiene CaSO4
+ CaO en estado finalmente molido, absorbe agua lentamente y fragua formando
una masa muy resistente a través de la nueva formación de hidrato y de CaCO3,
a partir de CaO y CO2.
Por
esto, se emplea para recubrir pavimentos y muros o bien como adición en los
morteros de cal.
4. a) Escribir las reacciones que conducen a la preparación de cal apagada a partir de la materia prima
natural (caliza), pasando por cal viva; describir brevemente cómo se obtiene cada una; ¿qué
aplicaciones tiene la cal en la construcción?; b) ¿Qué composición tiene la cal hidráulica?
Cal apagada: La cal apagada es un polvo blanco o una pasta, compuesto principalmente por
hidróxido de calcio, que se obtiene añadiéndoles agua a la cal viva. Al añadir agua a la cal viva y a
la dolomía calcinada se obtienen productos hidratados denominados comúnmente cal apagada ó
hidróxido de calcio (Ca (OH)2) y dolomía hidratada (CaMg (OH)4).
Obtención: La cal viva es el oxido de calcio CaO, un solido blanco, junto con el agua reaccionan y
generan la cal apagada que es el Ca(OH)2 un polvo blanco.
CaO+H20---->Ca(OH)2 + calor
Usos en la construcción
• Estabilización de suelos. (modifica las propiedades del suelo de manera permanente,
reduciendo el índice de plasticidad, incremento en el valor relativo de soporte y la
resistencia a la compresión.)
• Elaboración de mezclas.
• Elaboración de piezas de concreto.
• Restauración de monumentos históricos.
• Elaboración de pinturas e impermeabilizantes.
• Elaboración de adobes.
Cal hidráulica: La cal hidráulica es aquella que puede fraguar y endurecer con o sin presencia de
aire, incluso bajo el agua. Se produce por calcinación de piedras calizas en cuya composición
entra alrededor del 20 % de arcilla, y que, pulverizada y mezclada con agua, fragua como el
cemento. La cal hidráulica es un cemento natural que contiene, una parte de Ca(OH)2 hidróxido
de calcico, que carbonata en presencia de CO2 carbonato cálcico. Su hidraulicidad se debe otra
parte compuesta por silicatos cálcicos y aluminatos cálcicos que, al hidratarse, forman sustancias
insolubles y muy estables químicamente.
5. ¿Cuál es la diferencia entre un mortero aéreo y un mortero hidráulico? Dar ejemplos de cada uno de
ellos indicando composición química y ecuaciones químicas para el fraguado. ¿Por qué se agrega
arena a los morteros?
Los morteros se
pueden clasificar según como fragua el material, así podemos encontrar morteros
aéros, donde el fraguado solo puede tener lugar bajo el agua y morteros
hidráulicos los cuales fraguan tanto en aire como en agua.
Ejemplo de
mortero aéreo es la cal viva CaO, que se obtiene por calcinación de la piedra
caliza a 1100°C según:
La cal viva
reacciona con agua, con fuerte desprendimiento de calor y formación de
hidróxido de calcio.
Este
proceso se denomina en la práctica apagado de la cal. El hidróxido de calcio se
puede amasar con agua para dar una masa que absorbe dióxido de carbono del aire
y vuelve a formar carbonato de calcio, transformándose en un bloque duro.
Transformándose en un bloque duro:
Está
reacción se llama fraguado. Al mortero generado se lo utiliza para ligar
piedras de construcción. Con este fin a la cal apagada se la mezcla con arena
en la relación 1 parte de cal y 3 partes de arena. La arena sirve para diluir
la cal y hacerla más permeable al aire, con objeto de que el fraguado tenga
lugar más rápidamente.
A
diferencia de los morteros aéreos los hidráulicos fraguan tanto al aire como en
el agua. Se fabrican por calcinación a 1400°C a partir de calizas y arcillas
(aluminiosilicatos), formándose silicato cálcico, aluminato cálcico, ferrito
cálcico y cal libre. El proceso de endurecimiento se funda en una serie de
transformaciones coloidequímicas entre las sustancias contenidas en el cemento
y el agua de amasado. Esta es absorbida por lo silicatos y aluminatos a través de combinaciones entre los
componentes. El cemento se mezcla con arena. Si la adición de arena tiene un
tamaño de grano de hasta 7 mm se habla de morteros, mientras que si se utiliza
grava (hasta 60mm) se denomina hormigón.
Ejemplos
del mortero hidráulicos son el cemento, el hormigón y el yeso.
La
arena sirve para diluir la cal y hacerla más permeable al aire, con objeto de
que el fraguado tenga lugar más rápidamente. Los morteros suelen contraerse
cuando fraguan generando grietas en el material, la arena logra hacer que no se
generen estás grietas dándole cohesión al material. Además la arena permite que el material sea
más moldeable cuando se forma la pasta y gracias a lo cual se permite trabajar
más fácilmente.
6. a) ¿Cuáles son los componentes principales del cemento Portland (indicar composición porcentual
en masa)?, ¿Por qué razón el porcentaje de óxido de magnesio establecido es el máximo
aceptable? b) ¿el porcentaje de qué componente distingue el cemento gris del cemento blanco?
a) Los
componentes principales del cemento Portland son:
Estos son valores aproximados ya que dependiendo de
la cantidad de cada componente se obtiene un cemento distinto.
El porcentaje de óxido de magnesio establecido es
el mayor ya que de haber una cantidad más grande, el cemento se volvería
expansivo.
b) El
componente que define si el cemento es blanco o gris es el óxido de hierro. Si
hay muy poca cantidad de óxido férrico el cemento será blanco.
7. a) ¿A qué se denomina “agregado” en un cemento?; b) ¿qué es el hormigón?, ¿y el hormigón
armado?; c) ¿qué propiedades adquiere el cemento por agregado de fibras sintéticas?
Los
AGREGADOS son materiales inorgánicos, naturales o artificiales, que están en
embebidos en los aglomerados (cemento, cal y que con el agua forman el
hormigón). Son aquellos que forman el esqueleto granular del hormigón y son su
elemento mayoritario ya que conforman el 80% del peso de este. Son muy
importantes ya que son responsables de gran parte de sus características.
Generalmente son inertes y estables en sus dimensiones. Estos se pueden
clasificar de diversas maneras pero la forma más común es por su diámetro
medio, dividiéndolos en grava, gravilla y arena.
El
HORMIGON es un material de construcción formado básicamente por rocas de tamaño
limitado (los agregados que recién nombramos) unidas por cemento y agua. Se le
puede agregar otros productos y materiales para mejorar cierta característica
que se desee cambiar para el uso correspondiente. Las principales ventajas que
tiene el uso del hormigón son que, consigue piezas de cualquier forma (fácil
manejo), tiene una gran resistencia a la compresión (aunque no muy buena a la
tracción) y que está formado por materiales abundantes y económicos. El cemento
de por sí, no funciona como aglomerante sino que es con el agua, al hidratarse,
que forma una pasta moldeable con propiedades adherentes. (principalmente
gracias al componente silicato clásico hidratado)
El
HORMIGON ARMADO es un hormigón que se le agrega ACERO en barras o mallas para
mejorar su resistencia a la tracción (una de las características que recién
nombramos). Estos materiales se adhieren y así entre los dos, forman un
hormigón que es resistente tanto a la compresión como a la tracción. Esta
adherencia se ve favorecida al colocar barras corrugadas (con resaltos
transversales) ya que así se le da una mayor superficie de contacto.
Las
FIBRAS SINTETICAS en un hormigón provocan, principalmente, una disminución de
la figuración, un aumento de la durabilidad y un aumento de su resistencia al
impacto. El hormigón es capaz de resistir gran tensión pero su naturaleza es
frágil y puede experimentar roturas. Es por eso que se agregan fibras para
reforzarlo. En otras palabras, disminuye la formación de grietas pero también
aumenta la resistencia del hormigón a los cambios de hielo-deshielo, a la
carbonatación, al fuego, y a la abrasión. Otra ventaja que trae el uso de
fibras es que disminuye el tiempo de elaboración y en consecuencia aumenta la
productividad. En general, estas fibras sintéticas se almacenan en bolsas
hidrosalubles para meterlas directamente en la mezcla, haciendo el proceso más
cómodo y más rápido.
8. Hacer un diagrama de flujo simplificado y explicar detalladamente el método de obtención de
cemento.
1)2)3) Las
materias primas, arcilla y caliza, se trituran por separado, se secan y se
muelen a polvo fino.
4) Se llevan a un
silo y se lo mezcla hasta la homogeneidad.
5) La mezcla
llega a un depósito.
6) Pasa por una
camara de tostación, a contracorriente con gases calientes (1000 grados
centígrados) procedentes del horno, entonces el polvo se transforma en granos.
7) Los granos van
a un horno rotatorio con una ligera inclinación y avanza lentamente en
dirección a la llama del quemador de polvo de carbón (8) a 12)) y forma el clinker.
13) El clinker
verde oscuro se refrigera en un segundo tambor.
14) Se muele en
trituradores y en molinos hasta polvo fino.
15) Se le agrega
2-3% de yeso para aumentar el poder de aglutinacion.
16) El cemento se
envasa en sacos especiales o se transporta en silos sobre camiones o vagones.
BIBLIOGRAFIA: Metodos de la Industria Quimica 1-
Tegeder-Mayer.
9. a) Explicar en qué consiste el fraguado del cemento; ¿cuál es la composición y cuáles las
propiedades de los compuestos tricálcicos que se forman durante el fraguado; b) ¿de qué factores
depende el endurecimiento del cemento?, c) ¿para qué se agrega arena en la preparación de la
mezcla para albañilería?
Se denomina fraguado al proceso químico por
el cual el cemento adquiere dureza pétrea (proceso irreversible). Es
hidráulico, se produce por reaccionar con el agua que provoca el fenómeno de
hidrólisis de algunos compuestos y posteriores hidrataciones y recombinaciones.
Ecuaciones:
2SiO5Ca3 + 6H2O
→ Si2O7Ca3 . 3H2O + 3Ca(OH)2
2SiO5Ca3 + 6H2O
→ Si2O7Ca3 . 3H2O + 3Ca(OH)2
Silicato tricálcico + agua → gel
tobermorita + hidróxido de calcio
Gel tobermorita: es el responsable de la
armazón interna de la pasta de cemento, de la adherencia de ésta con los áridos
en los morteros y hormigones y en definitiva, de la resistencia mecánica de
estos conglomerados por lo que resulta un constituyente indispensable.
b- ¿De qué factores depende el
endurecimiento del cemento?
- Agua: a
mayor cantidad de agua, mayor el tiempo de fraguado.
- Materia
orgánica: presente en el agua y en los áridos, retrasan el fraguado.
- Temperatura:
a mayor temperatura menor el tiempo de fraguado. A 0°C el fraguado se
detiene.
c-¿Para qué se agrega arena en la
preparación de albañilería?
Se agrega arena para darle consistencia a
la mezcla, evita que se agriete a las contracciones y endurecen. Diluye la cal
y la hace más permeable al aire para que fragüe más rápido.
Fuentes:
http://ing.unne.edu.ar/pub/quimica/cemento.pdf
http://www.bdigital.unal.edu.co/13304/1/794-4815-1-PB.pdf
http://www.ancap.com.uy/docs_concursos/ARCHIVOS/2%20LLAMADOS%20FINALIZADOS/2011/REF%2029_2011%20%20%20FISCAL%20PLANTA%20(MINAS)/MATERIAL%20DE%20ESTUDIO/CURSO%20ABRIL%202007-2.PDF
10. Dar ejemplos de algunos cementos especiales, indicando qué los distingue en su composición y sus
aplicaciones (concentrase especialmente en cementos de fraguado rápido, fraguado bajo el agua,
resistente a ácidos).
El Cemento
Tipos de cemento
Se pueden
establecer dos tipos básicos de cemento:
1. de origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y
piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente;
Desde el punto de vista químico
se trata en general de una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio,
obtenidos a través del cocido de calcáreo, arcilla y arena. El material
obtenido, molido muy finamente, una vez que se mezcla con agua se
hidrata y solidifica progresivamente.
El cemento portland
El poso
de cemento más utilizado como aglomerante para la preparación
del hormigón es el cemento portland, producto que se obtiene por la
pulverización del clinker portland con la adición de una o más formas
de yeso (sulfato de calcio). Se admite la adición de otros productos siempre
que su inclusión no afecte las propiedades del cemento resultante. Todos los
productos adicionales deben ser pulverizados conjuntamente con el clinker.
Cuando el cemento portland es mezclado con el agua, se obtiene un producto de
características plásticas con propiedades adherentes que solidifica en algunas
horas y endurece progresivamente durante un período de varias semanas hasta
adquirir su resistencia característica.
El proceso de solidificación se debe a un proceso químico
llamado hidratación mineral.
Con el agregado de
materiales particulares al cemento (calcáreo o cal) se obtiene el cemento plástico, que fragua más
rápidamente y es más fácilmente trabajable. Este material es usado en
particular para el revestimiento externo de edificios.
Cementos portland especiales
Los cementos portland especiales son
los cementos que se obtienen de la misma forma que el portland, pero que tienen
características diferentes a causa de variaciones en el porcentaje de los
componentes que lo forman.
El portland férrico está caracterizado
por un módulo de fundentes de
0,64. Esto significa que este cemento es muy rico en hierro. En efecto se
obtiene introduciendo cenizas de pirita o minerales de hierro en polvo. Este
tipo de composición comporta por lo tanto, además de una mayor presencia de Fe2O3(óxido
ferroso), una menor presencia de 3CaOAl2O3 cuya
hidratación es la que desarrolla más calor. Por este motivo estos cementos son
particularmente apropiados para ser utilizados en climas cálidos. Los mejores cementos
férricos son los que tienen un módulo
calcáreo bajo, en efecto estos contienen una menor cantidad de
3CaOSiO2, cuya hidratación produce la mayor cantidad de cal libre
(Ca(OH)2). Puesto que la cal libre es el componente mayormente
atacable por las aguas
agresivas, estos cementos, conteniendo una menor cantidad, son más resistentes
a las aguas agresivas que el plástico.
Cementos blancos
Contrariamente férricos, los cementos
blancos tienen un módulo de fundentes muy alto, aproximadamente 10.
Estos contienen por lo tanto un porcentaje bajísimo de Fe2O3.
EI color blanco es debido a la falta del hierro que le da una tonalidad
grisácea al Portland normal y un gris más oscuro al cemento ferrico. La
reducción del Fe2O3 es compensada con el agregado de fluorita (CaF2)
y de criolita (Na3AlF6),
necesarios en la fase de fabricación en el horno.para bajar la calidad del tipo
de cemento que hoy en día hay 4: que son tipo I 52,5, tipo II 52,5, tipo II
42,5 y tipo II 32,5; También llamado pavi) se le suele añadir una cantidad
extra de caliza que se le llama clinkerita para rebajar el tipo, ya que
normalmente el clinker molido con yeso sería tipo I
Cemento puzolánico
Se denomina puzolana a una fina ceniza
volcánica que se extiende principalmente en la región del Lazio y la Campania,
su nombre deriva de la localidad de Pozzuoli, en las proximidades
de Nápoles, en las faldas del Vesubio. Posteriormente se ha
generalizado a las cenizas volcánicas en otros lugares. Ya Vitruvio describía
cuatro tipos de puzolana: negra, blanca, gris y roja.
Mezclada con cal
(en la relación de 2 a 1) se comporta como el cemento puzolánico, y permite la
preparación de una buena mezcla en grado de fraguar incluso bajo agua.
La puzolana es una
piedra de naturaleza ácida, muy reactiva, al ser muy porosa y puede obtenerse a
bajo precio. Un cemento puzolánico contiene aproximadamente:
·
55-70 % de clinker Portland
·
30-45 % de puzolana
·
2-4 % de yeso
Puesto que la
puzolana se combina con la cal (Ca(OH)2), se tendrá una menor
cantidad de esta última. Pero justamente porque la cal es el componente que es atacado
por las aguas agresivas, el cemento puzolánico será
más resistente al ataque de éstas. Por otro lado, como el 3CaOAl2O3 está
presente solamente en el componente constituido por el clinker Portland, la
colada de cemento puzolánico desarrollará un menor calor de reacción durante el
fraguado. Este cemento es por lo tanto adecuado para ser usado en climas
particularmente calurosos o para coladas de grandes dimensiones.
Se usa
principalmente en elementos en las que se necesita alta impermeabilidad y
durabilidad.
Cemento siderúrgico
La puzolana ha sido
sustituida en muchos casos por la ceniza de carbón proveniente de las centrales
termoeléctricas, escoria de fundiciones o residuos obtenidos calentando el cuarzo.
Estos componentes son introducidos entre el 35
hasta el 80 %. El porcentaje de estos materiales puede ser particularmente
elevado, siendo que se origina a partir de silicatos, es un material potencialmente
hidráulico. Ésta debe sin embargo ser activada en un ambiente alcalino, es
decir en presencia de iones OH-. Es por este motivo que debe estar
presente por lo menos un 20 % de cemento Portland normal. Por los mismos
motivos que el cemento puzolánico, el cemento siderúrgico tiene mala
resistencia a las aguas agresivas y desarrolla más calor durante el fraguado.
Otra característica de estos cementos es su elevada alcalinidad natural, que lo
rinde particularmente resistente a la corrosión atmosférica causada por los
sulfatos.
Tiene alta
resistencia química, de ácidos y sulfatos, y una alta temperatura al fraguar.
Cemento de fraguado rápido
El cemento de fraguado rápido, también conocido
como "cemento romano ó prompt natural", se caracteriza por iniciar el
fraguado a los pocos minutos de su preparación con agua. Se produce en forma
similar al cemento Portland, pero con el horno a una temperatura menor (1.000 a
1.200 °C).1 Es apropiado para trabajos menores, de fijaciones y reparaciones,
no es apropiado para grandes obras porque no se dispondría del tiempo para
efectuar una buena aplicación. Aunque se puede iniciar el fraguado controlado
mediante retardantes naturales (E-330) como el ácido cítrico, pero aun así si
inicia el fraguado aproximadamente a los 15 minutos (a 20 °C). La ventaja
es que al pasar aproximadamente 180 minutos de iniciado del fraguado, se
consigue una resistencia muy alta a la compresión (entre 8 a 10 MPa), por lo que se obtiene gran prestación para trabajos de
intervención rápida y definitivos. Hay cementos rápidos que pasados 10 años,
obtienen una resistencia a la compresión superior a la de algunos hormigones
armados (mayor a 60 MPa).
Cemento aluminoso
.
El cemento aluminoso se produce principalmente a partir de
la bauxita con impurezas de óxido de hierro (Fe2O3), óxido
de titanio (TiO2) y óxido de silicio (SiO2).
Adicionalmente se agrega óxido de calcio o bien carbonato de
calcio. El cemento aluminoso también recibe el
nombre de «cemento fundido», pues la temperatura del horno alcanza hasta los
1.600 °C, con lo que se alcanza la fusión de los componentes. El cemento
fundido es colado en moldes para formar lingotes que serán enfriados y
finalmente molidos para obtener el producto final.
El cemento
aluminoso tiene la siguiente composición de óxidos:
·
35-40 % óxido de calcio
·
40-50 % óxido de aluminio
·
5 % óxido de silicio
·
5-10 % óxido de hierro
·
1 % óxido de titanio
Su composición
completa es:
·
60-70 % CaOAl2O3
·
10-15 % 2CaOSiO2
·
4CaOAl2O3Fe2O3
·
2CaOAl2O3SiO2
Por lo que se
refiere al óxido de silicio, su presencia como impureza tiene que ser menor al
6 %, porque el componente al que da origen, es decir el (2CaOAl2O3SiO2)
tiene pocas propiedades hidrófilas (poca absorción de agua).
Propiedades generales del cemento
·
Buena resistencia al ataque químico.
·
Resistencia a temperaturas elevadas. Refractario.
·
Resistencia inicial elevada que
disminuye con el tiempo.
·
Se ha de evitar el uso de armaduras.
Con el tiempo aumenta la porosidad.
·
Uso apropiado para bajas temperaturas
por ser muy exotérmico.
Propiedades físicas del cemento de aluminato de calcio
·
Fraguado: Normal 2-3 horas. Similar
al del cemento Portland.
·
Endurecimiento: muy rápido. En 6-7
horas tiene el 80 % de la resistencia.
·
Estabilidad de volumen: No expansivo.
·
Calor de hidratación: muy
exotérmico.Desprende rápidamente una gran cantidad de calor.
·
Muy resistente a sulfatos y muy buena
durabilidad y resistente a compuestos ácidos
·
Buenas propiedades refractarias, aguanta 1500-1600
ºC manteniendo resistencias y propiedades físicas.
·
Expuesto a condiciones de ata
temperatura y alta humedad (Por ejemplo una zona costera) sufre una alteración
en su composición química:
3CAH10=>C3AH6+2AH3+18H
Pierde 18 moléculas
de agua y deja poros al evaporarse, en consecuencia pierde toda resistencia
(Pasa de un cristal hexagonal a uno cúbico)
·
El curado ha de ser muy cuidado (dura
un día)
Aplicaciones
El cemento de
aluminato de calcio resulta muy adecuado para:
·
Hormigón refractario.
·
Reparaciones rápidas de urgencia.
·
Basamentos y bancadas de carácter
temporal.
Cuando su uso sea
justificable, se puede utilizar en:
·
Obras y elementos prefabricados, de
hormigón en masa o hormigón no estructural.
·
Determinados casos de cimentaciones
de hormigón en masa.
·
Hormigón proyectado.
No resulta nada
indicado para:
·
Hormigón armado estructural.
·
Hormigón en masa o armado de grandes
volúmenes.(muy exotérmico)
Es prohibido para:
·
Hormigón pretensado en todos los
casos.
Usos comunes del cemento de aluminato de calcio
·
Alcantarillados.
·
Zonas de vertidos industriales.
·
Depuradoras.
·
Terrenos sulfatados.
·
Ambientes marinos.
·
Como mortero de unión en
construcciones refractarias.
·
Carreteras.
Proceso de fabricación
El proceso de
fabricación del cemento comprende cuatro etapas principales:
1. Extracción
y molienda de la materia prima
2. Homogeneización
de la materia prima
3. Producción
del Clinker
4.
Molienda de cemento
La materia prima
para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso) se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la
dureza y ubicación del material, se aplican ciertos sistemas de explotación y
equipos. Una vez extraída la materia prima es reducida a tamaños que puedan ser
procesados por los molinos de crudo.
La etapa de
homogeneización puede ser por vía húmeda o por vía seca, dependiendo de si se
usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales. En el proceso
húmedo la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de homogeneización y de
allí hasta los hornos en donde se produce el clínker a temperaturas superiores
a los 1500°CEn el proceso seco, la materia prima es homogeneizada en
patios de materia prima con el uso de maquinarias especiales. En este proceso
el control químico es más eficiente y el consumo de energía es menor, ya que al
no tener que eliminar el agua añadida con el objeto de mezclar los materiales,
los hornos son más cortos y el clínker requiere menos tiempo sometido a las
altas temperaturas.
El clínker
obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de
homogeneización, es luego molido con pequeñas cantidades de yeso para
finalmente obtener cemento.
Reacción de las partículas de cemento con el agua
1.
Periodo inicial: las partículas con
el agua se encuentran en estado de disolución, existiendo una intensa reacción
exotérmica inicial. Dura aproximadamente diez minutos.
2.
Periodo durmiente: en las partículas
se produce una película gelatinosa, la cual inhibe la hidratación del material
durante una hora aproximadamente.
3.
Inicio de rigidez: al continuar la
hidratación de las partículas de cemento, la película gelatinosa comienza a
crecer, generando puntos de contacto entre las partículas, las cuales en
conjunto inmovilizan la masa de cemento. También se le llama fraguado. Por lo tanto,
el fraguado sería el aumento de la viscosidad de una mezcla de cemento con
agua.
4.
Ganancia de resistencia: al continuar
la hidratación de las partículas de cemento, y en presencia de cristales de
CaOH2, la película gelatinosa (la cual está saturada en este punto)
desarrolla unos filamentos tubulares llamados «agujas fusiformes», que al
aumentar en número generan una trama que aumenta la resistencia mecánica entre
los granos de cemento ya hidratados.
5.
Fraguado y endurecimiento: el
principio de fraguado es el tiempo de una pasta de cemento de difícil moldeado
y de alta viscosidad. Luego la pasta se endurece y se transforma en un sólido
resistente que no puede ser deformado. El tiempo en el que alcanza este estado
se llama final de fraguado.
Almacenamiento
Si es cemento en
sacos, deberá almacenarse sobre parrillas de madera o piso de tablas; no se
apilará en hileras superpuestas de más de 14 sacos de altura para
almacenamiento de 30 días, ni de más de 7 sacos de altura para almacenamientos
hasta de 2 meses. Para evitar que el cemento envejezca indebidamente, después
de llegar al área de las obras, el contratista deberá utilizarlo en la misma
secuencia cronológica de su llegada. No se utilizará bolsa alguna de cemento
que tenga más de dos meses de almacenamiento en el área de las obras, salvo que
nuevos ensayos demuestren que está en condiciones satisfactorias
