Tecnologia Del Concreto (CEMENTO)

2.1) ¿Cómo puede reducirse el calor de hidratación del cemento?

El yeso es un componente en la elaboración del cemento que ayuda a controlar la hidratación del cemento.

Otro método para controlar el desprendimiento de calor es reducir el porcentaje de compuestos que generan elevado calor de hidratación, como el C3A y el C3S, y usar un cemento con menos finura.

El uso de agregado grande (≤ 15cm) también ayuda a reducir el requisito del cemento y el calor consecuente, al reducir la cantidad de agua, y por tanto menos cemento, con la misma relación agua/cemento.

A continuación se dan los valores para la cantidad total de calor desprendido durante la hidratación completa del cemento:

Silicato tricálcico 120 cal/gr Ferroaluminato tetracálcico 100 cal/gr

Silicato dicálcico 62 cal/gr Cal Libre 279 cal/gr

Aluminato tricálcico 207 cal/g

2.2) ¿Cuáles son los productos principales de la hidratación del CCAA?

La hidratación de CCAA se obtiene por resultado del hidrato de CAH10, y una pequeña porción de C2AH3 y gel de alúmina (Al303 acuoso).

2.3) ¿Existe una relación entre las propiedades aglutinantes y el calor de hidratación del cemento?

La reacción química (calor de hidratación) que generan los componentes aglutinantes como: el yeso, la caliza y la arcilla; al tener contacto con el agua en el momento de hidratación. Sin el procedimiento de hidratación estos componentes no daría la propiedad de aglutinamiento al concreto.

El yeso (componente aglutinante) ayuda a regular la reacción exotérmica del cemento en el fraguado

2.4) ¿Porqué en una fabrica de cemento se requieren pruebas del cemento?

Para asegurar que este cemento tenga la calidad deseada y que se ajuste a las especificaciones y normas nacionales pertinentes.

2.5) ¿Cuáles son las causas de la falta de solidez del cemento?

La cal activa, magnesio y sulfato (en exceso) por su forma cristalina dentro del cemento puede causar falta de solidez, por la expansión (cambio de volumen) que originan, este aumento causa la ruptura de la pasta endurecida.

2.6) Describa los efectos importantes del C3A en as propiedades del concreto

No es tan deseable, porque cuando la pasta endurecida es atacada por los sulfatos, la formación de sulfoaluminato de calcio (restringida) puede causar resquebrajamientos.

Es benéfico en la elaboración del cemento porque favorece la combinación de cal y sílice.

2.7) ¿Por qué es importante el contenido de C3A en el cemento?

Porque favorece la combinación de cal y sílice.

2.8) Describa los efectos del C3S en las propiedades del concreto

Son los componentes causantes de la resistencia de la pasta hidratada de cemento, es un principal componente aglutinante del cemento (con una hidratación menos rápida)

Ayudan en la formación química del concreto y en su hidratación por sus propiedades hidráulicas.

2.9) ¿Cómo influye el yeso en la hidratación del C3A?

El contenido optimo del yeso se determina con base en la generación de calor de hidratación para que se de una taza conveniente de reacción temprana que asegure pocas cantidades de C3A disponible para reaccionar después de que todo el yeso se haya combinado.

2.10) Compare las contribuciones de los diferentes componentes del cemento a su calor de hidratación.

PROPIEDAD PARTICIPACION DE CADA COMPUESTO

C3A C4AF C3S C2S

Grado de reacción Rápido Lento Mediano Lento

Calor de liberado Grande Pequeño Mediano Pequeño

2.11) ¿Cómo se mide la finura del cemento?

Se mide por sedimentación o levigación que se basan en la ley de Stoke y otro muy sofisticado es el turbidimetro de Wagner

2.12) ¿Qué se entiende por agua de hidratación?

Es el agua que está en la molécula de cualquier compuesto, pero que no forma parte de la fórmula, es decir, no está combinada con la molécula, solo adherida, que mediante esta se producen las reacciones químicas al combinar agua-cemento y forman productos de hidratación o hidratos que resultan en una masa firme y dura: la pasta endurecida del cemento.

2.13) ¿Cómo se mide la consistencia de la pasta de cemento?

Se determina con el aparato de vicat, que mide la profundidad de penetración de un pistón de 10mm de diámetro, con la fuerza de su propio peso. Cuando la profundidad de penetración llegue a cierto valor, el contenido de agua requerido dará la consistencia estándar entre 26 y 33 (expresada como porcentaje por masa de cemento seco)

2.14) ¿Cuál es la diferencia entre fraguado falso y fraguado instantáneo?

Fraguado falso: No se desprende calor alguno y el concreto puede re mezclarse sin añadir agua.

Fraguado instantáneo: Se caracteriza por la liberación de calor

2.15) ¿Cuáles son las etapas principales en la fabricación del cemento Portland?

Proceso de manufactura: Moler las materias primas y convertirlas en un polvo muy fino, mezclarlas perfectamente en proporciones establecidas y quemarla en un horno a 1400oC; el material se incrusta y se funde parcialmente hasta convertirse en escorias. Cuando la escoria se enfría, se muele hasta convertirla en un polvo fino y se agrega un poco de yeso, luego se prepara el cemento para la expedición.

2.16) ¿Cuáles son las etapas principales en la fabricación del cemento con alto contenido de alúmina?

Proceso de manufactura: Moler las materias primas (incluido la alúmina Al2O3 en un 30 y 50 %) y convertirlas en un polvo muy fino, mezclarlas perfectamente en proporciones establecidas y quemarla en un horno a 1400oC; el material se incrusta y se funde parcialmente hasta convertirse en escorias. Cuando la escoria se enfría, se muele hasta convertirla en un polvo fino y se agrega un poco de yeso.

“Estos cementos con alto contenido de alúmina son oscuros”

2.17) ¿Cuáles son las reacciones de la hidratación de los componentes principales en el cemento Portland?

Silicato tricálcico + agua  gel de tobermorita + hidróxido de calcio

Silicato dicálcico + agua  gel de tobermorita + hidróxido de calcio

Ferroaluminato tetracálcico + agua + hidróxido de calcio  hidrato de ferroaluminato tetracálcico

Aluminato tricálcico + agua + hidróxido de calcio  hidrato de ferroaluminato tetracálcico

Aluminato tricálcico + agua + yeso  monosulfoaluminatos de calcio

Los dos silicatos, reaccionan con el agua para formar dos nuevos componentes que conforman el 75% del peso del cemento tipo Portland, en la última ecuación se observa la presencia del yeso en la reacción, compuesto utilizado para regular el fraguado de la mezcla.

Cada uno de los cuatro principales componentes del cemento portland cumple una funciona especifica en el proceso de fraguado y el endurecimiento de la pasta.

Silicato tricálcico (C3S): Es el que genera la alta resistencia inicial del cemento Portland, completa el proceso de fraguado en unas cuantas horas, mediante una reacción exotérmica donde se desprende una gran cantidad de calor de hidratación el cual está relacionado directamente con el tiempo de fraguado, una reacción rápida liberara más calor que una reacción paulatina.

Silicato dicálcico (C2S): Este requiere varios días para fraguar y es el que brinda la resistencia final del cemento portland. Debido a que la reacción de fraguado se dé de forma gradual la liberación de calor es poca, este alcanza altos valores de resistencia después de 28 días.

Aluminato tricálcico (C3A): Este compuesto pose un fraguado casi instantáneo por lo que genera gran cantidad de calor durante la reacción, para controlar este acelerado proceso es que se agrega el yeso durante la molienda del cemento. El compuesto C3A presenta poco aumento de resistencia posterior a las 24 horas y su resistencia final es baja comparada con el resto de los compuestos, sin embargo la adicción de este componente en porcentajes determinado ayuda a controlar los tiempos de fraguado inicial de la mezcla.

Ferroaluminato tetracálcico (C4AF): Es semejante al aluminato tricálcico porque se hidrata con rapidez y solo desarrolla baja resistencia, la diferencia es que no posee una reacción de fraguado instantánea.

2.18) ¿Cuál es el método para calcular la composición del componente del cemento portland a partir de su composición oxida?

El calculo de la composición potencial del cemento portland esta basado en el trabajo de R. H. Bogue y otros, y se conoce como “composición de bogue”.

2.19) ¿Cuáles son los componentes principales del cemento Portland?

Silicato de tricálcico (C3S), Silicato de biálcico (C2S), Aluminio de tricalcio (C3A), Aluminio ferrato (C4AF).

2.20) ¿Cuáles son los componentes menores del cemento Portland? ¿Cual es su papel?

Oxido de magnesio (MgO), Dióxido de titanio (TiO2), Oxido mangánico (Mn2O3), Oxido de potasio (, Dióxido de sodio ().

Son llamados componentes menores por su baja cantidad y no por su importancia, a pesar de que estos componentes son agregados en una baja proporción, ayudan en el índice de la resistencia del cemento y en la desintegración del concreto al reaccionar con los agregados (Na2O, K2O-álcalis).

2.21) ¿Qué significa perdida en encendido?

Muestra la amplitud de la hidratación y la carbonatación de la cal y el magnesio libres debido a la

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