Effect of the adittion of wood shvings opn thermal conductivity of

LINEA DE TRABAJO CEMENTOS
Responsable: Oscar Mendoza Reales – oamendoz@unalmed.edu.co
El objetivo principal de esta línea de trabajo es conocer las bases químicas y físicas del
comportamiento del cemento para luego desarrollar las aplicaciones de este mismo
orientado hacia los cementos pigmentados.
Concepto
Aglutinante o aglomerante hidráulico que, mezclado con agregados pétreos
(árido grueso o grava más árido fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme,
manejable y plástica capaz de fraguar y endurecer al reaccionar con el agua y
adquiriendo por ello consistencia pétrea. Su uso está muy generalizado, siendo
su principal función la de aglutinante
Material pulverizado que además de cal contiene sílice, alumina y oxido de
hierro, el cual forma por adición de una cantidad apropiada de agua una pasta
conglomerante capaz de endurecer tanto en el aire como en el agua
Proceso de fabricación
Existe una gran variedad de cementos según la materia prima base y los procesos
utilizados para producirlo, que se clasifican en procesos de vía seca y procesos
de vía húmeda.
El proceso de fabricación del cemento comprende cuatro etapas principales:
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extracción y molienda de la materia prima
homogeneización de la materia prima
producción del Clinker
molienda de cemento.
La materia prima para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral
de hierro y yeso), materiales calizos ricos en carbonato de calcio (CaCO3) o
calcita y materiales arcillosos ricos en silicatos de alumina, se extrae de canteras
o minas y, dependiendo de la dureza y ubicación del material, se aplican ciertos
sistemas de explotación y equipos. Una vez extraída la materia prima es reducida
a tamaños que puedan ser procesados por los molinos de crudo.
La etapa de homogeneización puede ser por vía húmeda o por vía seca,
dependiendo de si se usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales.
En el proceso húmedo la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de
homogeneización y de allí hasta los hornos en donde se produce el clínker a
temperaturas superiores a los 1500 °C. En el proceso seco, la materia prima es
homogeneizada en patios de materia prima con el uso de maquinarias especiales.
En este proceso el control químico es más eficiente y el consumo de energía es
menor, ya que al no tener que eliminar el agua añadida con el objeto de mezclar
los materiales, los hornos son más cortos y el clínker requiere menos tiempo
sometido a las altas temperaturas.
El clínker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de
homogeneización, es luego molido con pequeñas cantidades de yeso para
finalmente obtener cemento.
Cemento Pórtland
Mezcla de calizas y arcillas, cuya cocción se lleva hasta el punto de sinterización
(calentar sin llegar a la temperatura de fusión) de lo que rsulta clinker Pórtland
que es el componente principal del cemento común, este se muele y se mezcla
con una cantidad muy pequeña de yeso (3% del total) porque el aluminato
tricálcico reacciona inmediatamente con el agua por lo que al hacer cemento este
fragua al instante. Para evitarlo se añade yeso, que reacciona con el aluminato
produciendo etringita o Sal de Candlot. El cemento portland se obtiene tras la
mezcla de clinker, yeso (u otro retardante de fraguado) y aquellas adiciones y
aditivos que se dosifican según el uso que vaya a tener.
Como aglomerante el cemento portland es un aglomerante hidráulico, por lo
tanto:
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Necesita de agua para fraguar
El agua de amasado no se evapora sino que pasa a ser parte de él una vez
endurecido
Fragua aunque se encuentre inmerso en agua
Propiedades del cemento Pórtland:
1. Finura
La finura se define como la medida o tamaño de las partículas que componen
el cemento; se expresa en cm²/gr lo cual llamamos superficie de contactos o
superficies especificas; esto se refleja en el proceso de hidratación del
cemento ya que la mayor superficie de contacto mejor y mas rápida es el
tiempo de fraguado aumentando la adquisición de resistencia.
2. Tiempo de fraguado
Se efectúan pruebas para determinar si una pasta de cemento permanece en
estado plástico el tiempo suficiente como para permitir un colado sin
difíciles operaciones de terminado. El periodo en el que la mezcla permanece
plástica generalmente depende más de la temperatura y del contenido de
agua en el cemento que del tiempo de fraguado del cemento.
En 28 días un cemento ha cumplido el 90% de su hidratación, el otro 10%
puede tardar años.
Composición Química del cemento Pórtland
Los compuestos principales del cemento Pórtland son:
1.
2.
3.
4.
Silicato tricalcico (3Cao.SiO2): se abrevia como C3S y este endurece
rápidamente y es el factor principal del fraguado inicial y del rápido
endurecimiento.
Silicato Dicalcico (2CaO.SiO2): se abrevia como C2S y este endurece
lentamente y contribuye al aumento de resistencia a edades mayores a
1 semana.
Aluminato tricalcico(3CaO.Al2O3): se abrevia C3A y este libera una
gran cantidad de calor durante los primeros días de endurecimiento
además de contribuir a la resistencia temprana.
Aluminoferrita Tetracalcica (4CaO.Al2O3.Fe2O3): se abrevia C4AF
Reduce la temperatura de escarificación, ayudando por tanto a la
fabricación del cemento, se hidrata con relativa rapidez pero
contribuye muy poco a la resistencia.
Variando las cantidades de estos compuestos se obtienen diferentes tipos de
cementos para las diferentes aplicaciones, estos tipos de cementos se
estandarizaron en tipo portlamdo I a V y con diferentes subdivisiones, por
ejemplo el cemento Pórtland III de rápido endurecimiento tiene un 60% de C3S.