Componentes y propiedades del cemento 2018-03-26T15:51:28+00:00

COMPONENTES Y PROPIEDADES DEL CEMENTO

En esta sección se pueden consultar las definiciones y características principales (especificaciones) de los materiales componentes del cemento.

El cemento

Definición

El cemento es un conglomerante hidráulico, es decir, un material inorgánico finamente molido que amasado con agua, forma una pasta que fragua y endurece por medio de reacciones y procesos de hidratación y que, una vez endurecido conserva su resistencia y estabilidad incluso bajo el agua.

Dosificación y mezcla

Dosificado y mezclado apropiadamente con agua y áridos debe producir un hormigón o mortero que conserve su trabajabilidad y capacidad de darle forma durante un tiempo suficiente, alcanzar unos niveles de resistencias preestablecido y presentar una estabilidad de volumen a largo plazo.

Endurecimiento hidráulico

El endurecimiento hidráulico del cemento se debe principalmente a la hidratación de silicatos de calcio, aunque también puede participar en el  proceso de endurecimiento otros compuestos químicos, como por ejemplo, los aluminatos. La suma de las proporciones de óxido de calcio reactivo (CaO) y de dióxido de silicio reactivo (SiO2) debe ser al menos del 50% en masa cuando las proporciones se determinan conforme a la Norma Europea EN 196-2.

Existen, desde el punto de vista de composición normalizada, dos tipos de componentes:
COMPONENTE PRINCIPAL
Material inorgánico, especialmente seleccionado usado mayormente que indica la denominación del tipo de cemento.
COMPONENTE MINORITARIO
Cualquier componente principal, usado en proporción inferior al 5% en masa respecto de la suma de todos los componentes principales y minoritarios.

En esta misma página web se pueden consultar las composiciones y características de los diferentes tipos de cemento a través del menú “Tipos de cemento” y el correspondiente buscador.

Descripción de los componentes de los cementos

El clínker de cemento portland es un material hidráulico que se obtiene por sinterización de una mezcla especificada con precisión de materias primas (crudo, pasta o harina).
Composición química: CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos.
Especificaciones:

  • (CaO)/(SiO2) ≥ 2,0
  • MgO ≤5,0%
  • 3CaO.SiO2 + 2CaO.SiO2 ≥ 2/3

Especificaciones:

  • CaCO3 ≥ 75% en masa.
  • Contenido de arcilla ≤ 1,20 g/100 g.
  • Contenido de carbono orgánico total TOC) ≤0,20% en masa.

La ceniza volante calcárea es un polvo fino que pueden tener además propiedades hidráulicas. No se fabrica en España.
Composición: CaO reactivo, SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos.
Especificaciones:

  • CaO reactivo ≥ 10,0% en masa. Si el contenido está entre el 10,0% y el 15,0%, las cenizas volantes calcáreas deben tener un contenido en sílice reactiva≥ 25%. Si el contenido es mayor del 15% la ceniza debe tener una resistencia a compresión de 10Mpa a 28 días.
  • Expansión estabilidad) ≤ 10 mm sobre la mezcla de ensayo.

El clínker de cemento de aluminato de calcio es un material hidráulico que se obtiene por fusión o sinterización de una mezcla homogénea de materiales aluminosos y calcáreos conteniendo elementos, normalmente expresados en forma de óxidos, siendo los principales los óxidos de aluminio, calcio y hierro (Al2O3, CaO, Fe2O3), y pequeñas cantidades de óxidos de otros elementos (SiO2, TiO2, S=, SO3, Cl-, Na2O, K2O, etc.). El componente mineralógico fundamental es el aluminato monocálcico (CaO Al2O3).

El esquisto calcinado, particularmente el bituminoso, se produce en un horno especial a temperaturas de aproximadamente 800ºC y finamente molido presenta propiedades hidráulicas pronunciadas, como las del cemento Portland, así como propiedades puzolánicas. No se fabrica en España.
Composición: SiO2, CaO, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos.
Especificaciones:

  • Resistencia a compresión a 28 días ≥ 25,0 MPa sobre mortero de ensayo.
  • La expansión (estabilidad de volumen) ≤ 10 mm sobre mortero de ensayo.

Los materiales puzolánicos son sustancias naturales de composición silícea o sílico-aluminosa o combinación de ambas. Los materiales puzolánicos no endurecen por sí mismos cuando se amasan con agua, pero finamente molidos y en presencia de agua reaccionan con el hidróxido cálcico disuelto para formar compuestos de silicato de calcio y aluminato de calcio capaces de desarrollar resistencia.

Composición química: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3, CaO y otros compuestos.
Especificaciones:

  • SiO2 reactiva ≥ 25%.

Las puzolanas naturales calcinadas son materiales de origen volcánico, arcillas, pizarras o rocas sedimentarias activadas por tratamiento térmico. No se fabrica en España.

Especificaciones:

  • CaCO3 ≥ 75% en masa.
  • Contenido de arcilla ≤1,20 g/100 g.
  • Contenido de carbono orgánico total TOC) ≤ 0,50% en masa.

Las cenizas volantes se obtienen por precipitación electrostática o mecánica de partículas pulverulentas arrastradas por los flujos gaseosos de hornos alimentados con carbón pulverizado. Las cenizas obtenidas por otros métodos no deben emplearse. Se trata de un polvo fino con partículas principalmente esféricas, cristalinas, con propiedades puzolánicas.

La pérdida por calcinación, debe encontrase en alguno de los siguientes rangos:

  • Del 0 a 5% en masa
  • Del 2 a 7% en masa
  • De 4 al 9% en masa

Composición química: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos.
Especificaciones:

  • SiO2 reactivo ≥ 25% en masa
  • CaO reactivo < 10,0% en masa
  • CaO libre ≤ 1,0% en masa si el contenido es superior al 1,0%, pero inferior al 2,5% es también aceptable con la condición de que el requisito de la expansión (estabilidad) no sobrepase los 10 mm

La escoria granulada de horno alto se obtiene por enfriamiento rápido de una escoria fundida de composición adecuada, obtenida por la fusión del mineral de hierro en un horno alto y que posee propiedades hidráulicas.
Composición química: CaO, SiO2, MgO, Al2O3 y otros compuestos.
Especificaciones:

  • Fase vítrea ≥ 2/3
  • CaO + MgO + SiO2 ≥ 2/3
  • CaO + MgO)/SiO2) > 1,0

El humo de Sílice se origina por la reducción de cuarzo de elevada pureza con carbón en hornos de arco eléctrico, para la producción de silicio y aleaciones de ferrosilicio, y consiste en partículas esféricas muy finas.
Especificaciones:

  • SiO2 amorfo ≥ 85% en masa
  • Si elemental ≤ 0,4% en masa
  • Pérdida por calcinación ≤ 4,0% en masa
  • Superficie específica BET ≥ 15,0 m2/g

La puzolanas naturales son materiales de origen volcánico o rocas sedimentarias con composición química o mineralógica adecuada.

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