Producción de cemento
Silicato de calcio hidratado, un gel coloidal y mayoritariamente amorfo con una composición variable; es el principal producto de hidratación del cemento Portland, constituyendo aproximadamente el 70 por ciento de la pasta, y es la fase que proporciona la mayor parte de la resistencia y la unión
Hidróxido de calcio, un producto de hidratación que constituye aproximadamente el 20% de la pasta y, aunque contribuye poco a la resistencia general, amortigua la solución de los poros de la pasta hasta un pH de aproximadamente 12,5.
Tecnologías del hormigón no convencional: La renovación de la infraestructura de carreteras identifica las oportunidades de investigación y desarrollo en materiales y procesos innovadores y no convencionales que tienen el potencial de acelerar el proceso de construcción, mejorar la durabilidad del pavimento de las carreteras y los puentes, y mejorar la capacidad de servicio y la longevidad de las nuevas construcciones en condiciones adversas.
Composición del cemento portland
Peso Fórmula química Silicato tricálcico 50% 3Ca0 SiO2 Silicato dicálcico 25% 2Ca0 SiO2 Aluminato tricálcico 10% 3Ca0 Al2 O3 Aluminoferrita tetracálcica 10% 4Ca0 Al2 Fe2 O3 Yeso 5% CaSO4 H2O
Los hidratos de silicato dicálcico originales, que se forman más lentamente, contribuyen a la resistencia del hormigón en fases posteriores. Las siguientes ecuaciones verbales describen la producción de hormigón. Silicato tricálcico + Agua
Cuando el hormigón fragua, su volumen bruto permanece casi inalterado, pero el hormigón endurecido contiene poros llenos de agua y aire que no tienen resistencia. La resistencia está en la parte sólida de la pasta, sobre todo en las fases de silicato cálcico hidratado y cristalino.
Una expresión común es: “¡No camines sobre el hormigón hasta que se seque!”. Una de las formas más sencillas de demostrar que el endurecimiento (curado) del hormigón no se debe al secado (el agua pasa a formar parte de la química del hormigón) es utilizar el principio de la conservación de la masa.
Espera unas 24 horas y vuelve a pesar cada vaso. El hormigón habrá perdido sólo una parte del agua por evaporación de la superficie expuesta. Puedes comparar la pérdida de agua del hormigón con la del vaso de agua corriente que también ha perdido algo de agua por evaporación. Ambas cantidades de agua son pequeñas si se comparan con la cantidad original de agua añadida al hormigón que no se evapora para hacer el hormigón endurecido. Si se comparan las cantidades de los ingredientes originales con el peso del hormigón final, queda claro que el hormigón no se seca.
Reacción del cemento
Composición. El cemento Portland está formado esencialmente por compuestos de cal (óxido de calcio, CaO) mezclados con sílice (dióxido de silicio, SiO2) y alúmina (óxido de aluminio, Al2O3). La cal se obtiene de una materia prima calcárea (que contiene cal), y los otros óxidos se derivan de un material arcilloso.
El cemento es una mezcla formada por el calentamiento conjunto de CaCO3 y arcilla en un horno rotatorio. El CaCO3 se descompone para formar CaO. Otras materias primas presentes son los silicatos de aluminio de la arcilla y el óxido de hierro, que se añade principalmente como fundente. La matriz del cemento endurecido incluye minerales como el silicato de calcio (alita), el silicato de calcio (belita), el aluminato de calcio (celita o aluminato) y la ferrita de calcio (ferrita).
Comentarios
El análisis por fluorescencia de rayos X de las cenizas volantes y el cemento La norma ASTM C618 [24] clasifica las cenizas volantes en las clases N, F y C en función de su composición química y sus propiedades físicas. La composición química de las cenizas volantes se estudia con la ayuda del análisis de fluorescencia de rayos X (XRF) y de difracción de rayos X cuantitativa (XRD). La primera prueba presenta la composición oxidada, mientras que la segunda muestra la cantidad de fase cristalina y amorfa presente en una muestra de ceniza volante determinada. Cuanto mayor sea el contenido cristalino, menor será la reactividad de las cenizas volantes en el hormigón. El conocimiento de la fase cristalina y amorfa es importante ya que se utilizará en los cálculos de diseño de la mezcla. El resultado de la prueba XRF se muestra en la Tabla 2.Tabla 2 Resultado de la prueba XRF
Basándose en el resultado del XRF, la muestra de cenizas volantes puede clasificarse en la clase F, ya que la cantidad de óxido de calcio es inferior al 18% y la suma de sílice, alúmina y óxido de hierro es superior al 50%. Asimismo, la cantidad cuantitativa de contenido cristalino y amorfo en la muestra de cenizas volantes se obtuvo mediante el análisis cuantitativo de DRX. La figura 2 muestra el resultado del análisis XRD. Según el resultado del análisis XRD, alrededor del 74,2% de la muestra de cenizas volantes es amorfa, lo que significa que la cantidad restante (25,8%) no contribuirá a ninguna reacción química con los productos de hidratación del cemento Portland ordinario. Este es un resultado muy importante en lo que respecta a los cálculos estequiométricos y a la cantidad de ceniza volante realmente necesaria para consumir los productos de hidratación del cemento.Fig. 2Análisis XRD cuantitativo de la ceniza volanteImagen a tamaño completo