Composicion Quimica Del Cinker

COMPONENTES DEL CLINKER

I. DEFINICON DEL CLINKER:

El Clinker de cemento portland es un material hidráulico que se obtiene por sintetización de una mezcla especificada con precisión de materias primas (crudo, pasta o harina).

El Clinker Portland se forma tras calcinar caliza y arcilla a una temperatura que está entre 1350 y 1450 °C. El Clinker es el producto del horno que se muele para fabricar el cemento Portland. El promedio del diámetro de las partículas de un cemento típico es aproximadamente 15 micrómetros. Hay 4 compuestos principales en el cemento Portland que totalizan el 90 % o más del peso del cemento Portland.

Especificaciones:

• (CaO)/(SiO2) >= 2,0

• MgO <= 5,0%

• 3CaO.SiO2 + 2CaO.SiO2 >= 2/3

El Clinker está compuesto por:

• Silicato tricálcico : de 40 a 60%

• Silicato bicálcico : de 20 a 30%

• Aluminato tricálcico: de 7 a 14%

• Ferrito aluminato tetracálcico: de 5 a 12%.

El aluminato tricálcico reacciona con el agua de inmediato, por eso, al hacer cemento, éste fragua rapidamente. Para impedirlo se le agrega yeso; éste reacciona con el aluminato produciendo etringita o Sal de Candlot(sustancia dañina para el cemento). Por lo general el curado se efectúa dentro de los 28 días, aunque su resistencia sigue en aumento después de ese tiempo.

Propiedades como Aglomerante Hidráulico

El Clinker portland es un aglomerante hidráulico, por ello :

a. Necesita de agua para su proceso de fraguado.

b. El agua de amasado no se evapora sino que pasa a formar parte de él una vez endurecido.

c. Aunque esté sumergido en agua, completa su proceso de fraguado.

II. COMPONENTES DEL CLINKER:

1. OXIDO DE SILICIO O SILICE SiO2

El óxido de silicio o dióxido de silicio (SiO2) es un compuesto de silicio y oxígeno, llamado comúnmente sílice. Es uno de los componentes de la arena. En la naturaleza se da de forma natural como cuarzo.

Este compuesto ordenado espacialmente en una red tridimensional (cristalizado) forma el cuarzo y todas sus variedades. Si se encuentra en estado de amorfo constituye el ópalo y suele incluir un porcentaje elevado de agua.

A) Silicato tricalcico.

Es el componente principal del clinker, confiriendo altas resistencias iniciales al cemento y después presente un elevecion de las mismas muy lenta. Proporcion: 45%-70%.

B) Silicato bicalcico.

Da pocas resistencias en los primeros días, pero luego las va desarrollando progresivamente hasta alcanzar al silicato tricalcico. Proporcion: 20%-30%.

Usos

El óxido de silicio (IV) se usa, entre otras cosas, para hacer vidrio, cerámicas y cemento.

El gel de sílice es un desecante, es decir que quita la humedad del lugar en que se encuentra. Se encuentra muy generalmente en paquetes nuevos de aparatos ópticos, electrónicos, etc.

Uso cerámico.

Es un formador de vidrio. Se incorpora al vidriado como cuarzo molido. Forma parte de los feldespatos, arcillas, como fuente soluble en forma de silicato de sodio, se encuentra en todas las fritas así como en las cenizas en especial la de arroz o cañas.

En los vidriados aumenta el punto de fusión y la viscosidad.

Influye poco en los colores, excepto en los rojos de cromo y níquel. Aumenta la opacidad en vidriados ricos en zinc y bórax. Aumenta la resistencia a los ácidos.

Fases del sílice

“El óxido de silicio (SiO2), presenta un número elevado de polimorfos, como el cuarzo (cuarzo-α, cuarzo-β), coesita,cristobalita, tridimita, etc. Esto es debido a que la estructura de un compuesto no es sólo función de la composición química del mismo, sino que también lo es de las condiciones físico-químicas de formación (esencialmente presión y temperatura). Así, el cuarzo pasa de cuarzo-α a cuarzo-β cuando se superan unos 573 ºC a 1 atmósfera de presión. Esta transformación polimórfica por desplazamiento involucra únicamente la rotación de los átomos; por lo que es muy rápida e implica un elevado cambio volumétrico. Estos cambios en densidad asociados a otras transformaciones, inducen esfuerzos que se acumulan en los moldes, o las piezas de cerámica. Por esta razón, el calentamiento entre 500 y 600ºC, se efectuará a una velocidad lenta, 0,98ºC/min, procedimiento que evita la probable fractura del molde. A 870ºC la sílice sufre una nueva transformación polimórfica de cuarzo a tridimita, sin embargo requiere de una elevada barrera energética para su transformación, por ser de tipo reconstructiva que involucra ruptura de enlaces en la estructura cristalina del cuarzo y por lo tanto es muy lenta y solo se produce cuando el calentamiento es muy lento y en ausencia de impurezas, por estos motivos, las probables fracturas en este intervalo de temperaturas no es obligatorio tomarlas en consideración durante la cocción.

Toxicidad

No es tóxico, salvo la inhalación del polvo en grandes cantidades al respirar

2. OXIDO DE ALUMINIO O ALUMINA AL2O3

La alúmina es el óxido de aluminio (Al2O3). Junto con la sílice, es el componente más importante en la constitución de las arcillas y losesmaltes, confiriéndoles resistencia y aumentando su temperatura de maduración.

El óxido de aluminio existe en la naturaleza en forma de corindón y de esmeril. Tiene la particularidad de ser más duro que el aluminio y el punto de fusión de la alúmina son 2072 °C (2345,15 K) frente a los 660 °C (933,15 K) del aluminio, por lo que su soldadura debe hacerse a corriente alterna.

La alúmina se halla combinada en la arcilla ( 2SiO2Al2O3. 2H2O ) y la eliminación de la sílice da origen a la formación de dos óxidos hidratados, el diásporo ( Al2O3. H2O ), y la hidrargirita ó gibsita ( Al2O3.3H2O ), siendo la bauxita una mezcla de ambas en diferente proporción. La alúmina obtenida por precipitación forma con el agua, un gel cristalizando con el tiempo en forma de hidrargirita.La alúmina no se forma al fraguar el cemento Portland, pero sí en el del cemento Aluminoso.

PROPIEDADES

Densidad: 3,96-4,05 g/cm³.

Dureza Vickers: 1500-1650 kgf mm².

Módulo de elasticidad: 300-400 GPa.

PROCESO DE PRODUCCIÓN

La industria emplea el proceso Bayer para producir alúmina a partir de la bauxita. La alúmina es vital para la producción de aluminio (se requieren aproximadamente dos toneladas de alúmina para producir nueve tonelada de aluminio).

Artículo principal: Proceso Bayer.

En el proceso Bayer, la bauxita es lavada, pulverizada y disuelta en soda cáustica (hidróxido de sodio) a alta presión y temperatura; el líquido resultante contiene una solución de aluminato de sodio y residuos de bauxita que contienen hierro, silicio, y titanio. Estos residuos se van depositando gradualmente en el fondo del tanque y luego son eliminados. Se los conoce comúnmente como "barro rojo". La solución de aluminato de sodio clarificada es bombeada dentro de un enorme tanque llamado precipitador. Se añaden finas partículas de alúmina con el fin de inducir la precipitación de partículas de alúmina puras (proceso de siembra), una vez que el líquido se enfría. Las partículas se depositan en el fondo del tanque, se extraen y luego se someten a 1100 °C (1373,15 K) en un horno o calcinador, a fin de eliminar el agua que contienen, producto de la cristalización. El resultado es un polvo blanco, alúmina pura. La sosa cáustica es devuelta al comienzo del proceso y usada nuevamente.

APLICACIONES

La industria del aluminio primario utiliza la alúmina fundamentalmente como materia prima básica para la producción del aluminio. Además, la alúmina se utiliza por sus propias cualidades como material cerámico de altas prestaciones en aplicaciones donde se necesite emplear una aislante eléctrico, en condiciones de altas temperaturas o buenas propiedades tribológicas, como en:

Aislante térmico y eléctrico para la parte superior de las cubas electrolíticas.

Revestimiento de protección para evitar la oxidación de los ánodos de carbono.

Absorción de las emisiones provenientes de las cubas.

También es utilizada para el secado del aire comprimido ya que tiene la propiedad de adsorber y desorber el agua.

En el área sanitaria de las prótesis dentales, se utiliza como base de la estructura de coronas y puentes proporcionando gran dureza y resistencia, con bajo peso y estéticamente da buenos resultados gracias a su color blanco.

En molinos de bolas empleados para preparar esmaltes u otros materiales cerámicos como bolas de molienda.

En la fabricación de Termita mezclado al 50% con óxido ferroso.

Como aislante eléctrico en la bujías de los vehículos de gasolina.

Como abrasivo en muchos procesos industriales de acabado, púlido, mecanizado por ultrasonidos.

Su regeneración (para el caso de la adsorción/desorción) es con aire seco y caliente y tiene una temperatura de punto de rocío de -40 °C (233,15 K).

También protege a los elementos de aluminio de la oxidación, a pesar de que el aluminio es uno de los metales que se oxidan más fácilmente. Esto es porque en la superfície del material se forma una capa de alúmina que protege el interior de la pieza. Ésta capa no se desprenderà ni se cuarteará porque el aluminio presenta un índice de Pilling-Bedworth ligeramente superior a 1 (de 1,28)

3. OXIDO DE HIERRO

El óxido de hierro (III) (también conocido como óxido férrico o trióxido de dihierro) es uno de los óxidos

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