BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE PUEBLA
TECNOLOGIA DEL CONCRETO
Bárbara Aura Vázquez Torres
Por ser el cemento el componente mas activo
del concreto, y teniendo en cuenta que todas
las propiedades del concreto dependen de la
cantidad y tipo de cemento a usarse es que la
selección y una adecuada dosificación son muy
importantes.
El cemento Portland no es un compuesto
químico simple, sino que es una mezcla de
muchos compuestos. Cuatro de ellos
conforman el 90% o más de el peso del
cemento Pórtland y son: el silicato tricálcico, el
silicato dicálcico, el aluminato tricalcico y el
aluminio ferrito tetracálcico.
Además de estos componentes principales,
algunos otros desempeñan papeles
importantes en el proceso de hidratación
Las materias primas constituyentes del cemento son principalmente cal, sílice, alúmina
y oxido de hierro. Durante el proceso de producción del cemento estos compuestos
interactúan para luego formar una serie de productos más complejos (silicatos cálcicos,
aluminatos cálcicos y ferritos) que alcanzan un estado de equilibrio químico, con la
excepción de un residuo de cal no combinada la cual no ha tenido suficiente tiempo
para reaccionar esta es denominada como cal libre.
Las materias primas para la producción del
Portland son minerales que contienen:
óxido de calcio (44%)
óxido de silicio (14,5%)
óxido de aluminio (3,5%)
óxido de hierro (3%)
óxido de manganeso (1,6%)
La mezcla es calentada en un horno especial, constituido de un inmenso cilindro
(llamado kiln) dispuesto horizontalmente con una ligera inclinación, y rodando
lentamente. La temperatura crece a lo largo del cilindro hasta llegar a
aproximadamente 1400°C; la temperatura es tal que hace que los minerales se
combinen pero no se fundan o vitrifiquen.
El cemento obtenido tiene una composición
del tipo:
64% óxido de calcio
21% óxido de silicio
5,5% óxido de aluminio
4,5% óxido de hierro
2,4% óxido de magnesio
1,6% sulfatos
1% otros materiales, entre los cuales
principalmente agua.
Los dos silicatos de calcio, los cuales
constituyen cerca del 75% del peso del
cemento Pórtland, reaccionan con el agua para
formar dos nuevos compuestos: el hidróxido
de calcio y el hidrato de silicato de calcio. Este
ultimo es con mucho el componente
cementante mas importante en el concreto.
Ya que produce las propiedades ingenieriles
del concreto, fraguado y endurecimiento,
resistencia y estabilidad dimensional
principalmente depende del gel del hidrato de
silicato de calcio. Es la medula del concreto.
Cementos de Portland especiales
Los cementos de Pórtland especiales son los cementos que se obtienen de la misma
forma que el Pórtland, pero que tienen características diferentes a causa de variaciones
en el porcentaje de los componentes que lo forman.
Portland férrico
Esto significa que este cemento es muy rico en hierro.
En efecto se obtiene introduciendo cenizas de pirita o
minerales de hierro en polvo. Por este motivo estos
cementos son particularmente apropiados para ser
utilizados en climas cálidos. 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.
Cementos blancos
Estos contienen por lo tanto un porcentaje
bajísimo de oxido de hierro. EI color blanco es
debido a la falta del hierro que le da una
tonalidad grisácea al Portland normal y un gris
más obscuro 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.
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%.
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. Un cemento puzolánico contiene
aproximadamente:
55-70% de clinker Portland
30-45% de puzolana
2-4% de yeso
Cemento aluminoso
El cemento aluminoso se produce a partir
principalmente de la bauxita con impurezas de
óxido de hierro (Fe2O3), óxido de titanio (TiO2)
y óxido de silicio (SiO2).
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
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Cementos de Portland especiales