Cementu

El cementu es un ahuntaol idráulicu holmau pol materialis artificialis escapás de fragual i endurezel.

Está holmau pol clinker i un regulaol de fraguau (yessu di-idratau).

Fabricaeru

Fábrica de cementu

Nun prencípiu se mesturan nun molinu de bolas l'arcilla, la caliça i un corretol (arena). Resurtau d'esti processu es el crú.

El crú se holnea a artas temperaturas (mas de 1000 °C): passa a llamalsi clinker.

Endispués se mestura el clinker con un regulaol de fraguau i con aditivus nun molinu. El resurtau sedrá el cementu.

Clinker portland

Se trata d'una mestura de arcilla i caliça con propiais idráulicas compuesta en su mayol parti pol CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, H2O...

Componentis

• Silicatu tricálcicu (SiO2) 3(CaO) SC3: Es el prencipal componenti el clinker portland. Reaciona liheru con el áugua, aconsiguiendu artas resisténcias inicialis. Tiini un artu calol de idratación (unas 120 cal/g), i se idrata pol mé la siguienti reación:

C3S+6H -> C3S2H3+3CH

• Silicatu bicálcicu (SiO2) 2(CaO) SC2: Esti componenti reaciona lentamenti con el áugua, peru acabiha superandu al silicatu tricálcicu. Cabi destacal que el silicatu bicálcicu es metaestabli. Tiini un bahu calol de idratación (unas 60 cal/g), i se idrata pol mé la siguienti reación:

C2S+4H -> C3S2H3+CH

• Aluminatu tricálcicu (Al2O3) 3(CaO) AC3: El aluminatu tricálcicu pol sí solu nu aporta abati resisténcias al clinker, peru mesturau colos silicatus, propolciona güenas resisténcias inicialis. Tiini un artu calol de idratación, pol dalsi una reación mu lihera i essotérmica (unas 200 cal/g), d'aí que seya mestel gastal un regulaol de fraguau.

Reacionis sin regulaol de fraguau:

C3A+6H -> C3AH6 C3A+6H -> C4AH12

Reación con regulaol de fraguau (yessu di-idratau):

3CSH2+C3A+25H -> C3A3CSH31

• Ferritu aluminatu tetracálcicu (Al2O3) (Fe2O3) 4(CaO) AFC4: El ferritu aluminatu tetracálcicu apenas contribui a las resisténcias del cementu, inque atua cumu hundenti ebiu al hierru. Es amás es responsabri el colol gris verdossu del clinker portland. La prencipal razón de la su dessisténcia nel clinker portand es que es mu dificultossu de quital. Al reacional con el áugua da lugal a aluminatus cálcicus idrataus, ferritu cálcicu idratau i idróssidu férricu, con un artu calol de idratación (unas 100 cal/g).

• Cal (CaO): Es un compuestu espansivu, que al idratalsi holma Ca(OH)2, protetol del aceru.

• Manéssia (MgO): Es otru compuestu espansivu, peru a más largu praçu que la cal. Al idratalsi se convierti en Mg(OH)2.

• Álcalis (K2O i Na2O): Compuestus espansivus si se gastan áridus de naturaleza silícea nel cementu.

• Trióssidu de silíciu (SiO3): Esti componenti umenta las resisténcias inicialis del cementu.

Crassis de clinker portland

• Clinker portland normal: es un ahuntaol idráulicu, compuestu en al menus 2/3 pol silicatus, ebi tenel un máissimu de 5% en massa de manéssia, i la relación en massa CaO/SiO2 ebi sel cumu ménimu 2.
• Clinker portland pa cementus resistentis a los sulfatus i al áugua marina: tiinin que tenel arrayaus el aluminatu tricálcicu i el ferritu aluminatu tetracálcicu.
• Clinker portland pa cementus aluminossus: es un ahuntaol idráulicu holmau pol sintetiçación d'una mestura e materialis aluminosus i calcáreus.

Idrataeru

Al idratalsi el clinker portland, silicatus i aluminatus fraguan i esmiençan a tomal resisténcias. El volumin de la pasta remaneci costanti, peru los sólidus umentan el su grandol, dandu empremeabiliá al cementu.

El idrataeru del clinker dependerá de várius fatoris:

• La crassi i finura el cementu.
• La temperatura ambienti.
• El volumin d'áugua gastau.
• La preséncia d'aditivus.

Al idratalsi, el cementu portland dará lugal a una reación essotérmica ondi se liberará albondu calol nun prencípiu, i alogu acontinará liberandu, inque a menol miia.

Fraguau

Se llama fraguau al tiempu que trascurri dendi que el cementu toma caratel plásticu (45-60 min) hata que lo pierdi (enantis de 12 oras).

Puei conocelsi el tiempu que llevará el fraguau pol me l'abuha de Vicat. Esti tiempu dependerá de:

• El volumin d'áugua d'amassau.
• La temperatura ambienti.
• La finura el cementu.
• La preséncia d'aditivus.

Farsu fraguau

Se carateriza pol paicel un fraguau nolmal, peru sin desprendel calol. Pa eshazel el farsu fraguau bastará con mestural de nuevu el cementu (gorverá a tomal estau plásticu sin sel mestel añiil más áugua).

Endurecimientu

El endurecimientu es el periu a partil del cual el cementu prencipia a tomal resisténcias (se dá al acabihal el fraguau).

Las resisténcias podrán miilsi a los 2, 7, 28 i 90 dias, i dependerán de:

• La composición minerolóhica.
• La temperatura e curau.
• La relación áugua/cementu.
• La finura el cementu.
• La preséncia i crassi d'aditivus.

Trasholmacionis

Espansionis

Las espansionis son prevocás pola cal (CaO), la manéssia (MgO) u un escessu de yessu. Si las espansionis se dan enantis d'endurecel la pasta, duranti el processu de fraguau, nu son peligrossas (pol tenel la pasta estau plásticu i un bel tomau resisténcias). Nes chascu en que las espansionis se den cuandu la pasta ya á prencipiau a tomal resisténcias, se prevocaran tensionis que pueis chegal a disgregal el cementu.

Retracionis

Retración plástica

Se dá cuandu el cementu entovia está fraguandu, razón pola que nu es peligrossa. Es ebia a qu'ena superfici el cementu s'evapora más áugua de la qu'el cementu es escapás d'empuntal dendi el enteriol. Aluspués d'esta retración, apaici una espansión lihera, que desminuirá de holma gradual.

Retración de secau

Esta retración apaici cuandu la pasta ya a tomau resisténcias, i es ebia a la perda d'idratación (d'aí la emportáncia de mantenel el áugua el cementu enus sus primerus dias de via). Se trata duna retración remanenti, estu es, que si añiimus áugua pa prevocal una espansión, el cementu espandirá, peru un chegará a tenel el grandol que tinia.

Retración pol carbonatación

Es ebia al CO2 del airi. Al entral en contatu el CO2 i el Ca(OH)2, se da lugal al carbonatu cálcicu pol mé la siguienti reación:

Ca(OH)2+CO2 -> CaCO3

El carbonatu cálcicu umenta las resisténcias i empremeabiliá el cementu, peru al esapaicel el Ca(OH)2, que atuaba cumu protetol del aceru, puein corroelsi las armauras i dal lugal a perdas de resisténcia.

Crassis de cementus

Palé con cementu Portland

Sigún seyan los componentis del cementu, destinguimus las siguientis crassis:

CEMI:Clinker portland.

CEMII:Clinker portland+Aditivu

CEMII-S: Clinker portland + Escórias de artu hornu. Las escórias abaratan el préciu el cementu i al reacional con el clinker holman compuestus resistentis i estabris. Ebin estal compuestas en al menus 2/3 pol cal, manéssia i SiO2.

CEMII-V: Clinker portland + Ceniças volantis. Las ceniças de los hornus de carbón s'arrecohin pol mé d'eletroimanis, i sigún seya la su naturaleza, tendrán propiais idráulicas (naturaleza silícea) u puçolánicas i idráulicas (naturaleza calcárea).

CEMII-P/CEMII-Q: Clinker portland + Puçolanas. Las puçolanas provienin de rocas volcánicas u sedimentáreas (con una composición minerolóhica i química convenienti), peru ebin sel tratás enantis de gastalas pa cementus (selecionás, omoheneizás...). Puein sel gastás de holma natural, u calcinás. Dan compuestus resistentis i estabris enos cementus.

CEMII-L/CEM-II-LL:Clinker portland + Filler. El filler es carbonatu cálcicu triturau.

CEMII-T:Clinker portland + Esquistu calcinau. El esquistu calcinau procei de rocas de caratel metamórficu con arcillas. Possei propiais puçolánicas i idráulicas.

CEMII-D:Clinker portland + Humu de sílici. Se trata de partículas de pequeñu tamañu mu reativas con el áugua que al idratalsi da güenas resisténcias.

CEMIII:Clinker (menus de un 30%) + Arcilla + Escórias.

CEMIV:Clinker + Rocas puçolánicas

CEMV:Mestura

Los CEMII puein deviilsi en A (con un 20% d'añiiu) u B (con un 40% d'añiiu).

Sigún la resisténcia, los cementus puein deviilsi en:

• Resisténcia normal.....32,5 N/mm2
• Resisténcia arta.........52,5 N/mm2

• Resistentis a los sulfatus (SR)
• Resistentis al áugua marina (MR)
• Cementu blandu (BL)
• De bahu calol d'idratación (BC)
• De altas resisténcias inicialis (R)
• De resisténcia inicial normal (N)
• Sin aditivu aireanti (X)
• Cementu p'albañileria (MC)
• Cementu especial (ESP)
• Cementu d'aluminatu de cálciu (CAC/R)

Cementus comunis

• Cementus d'artu hornu: Essarrollan las resisténcias mas lentamenti que los portland, peru acabihan superándolus, i con un menol calol d'idratación. Nesezitan duna mayol finura, razón pola que prehisan de mayol enelhia i son mas carus. Tiinin un güen comportamientu con el áugua.
• Cementus puçolánicus: Essarrollan las resisténcias más lentamenti que los portland, inque acabihan pol superalus. Resistin mehol la contaminación química, tiinin mehol empremeabiliá i nu sufrin eflorescéncias. Tiinin una mayol fluéncia i retración que los portland.
• Cementus comunis con caraterísticas especialis:
  • Resistentis a los sulfatus (SR)
  • Resistentis al áugua marina (MR)
  • De bahu calol de idratación (BC)

Cementus d'albañileria

Holmaus pol Clinker portland + Costituyenti inorgánicu + Aditivu (nu siempri).

Los aditivus ebin sel menus del 1% en massa, i el clinker sedrá mayol en massa del 25% u del 40% (sigún el tipu).

Cementus brancus

Se trata de cementus comunis u d'albañileria que tiinin que superal unas condicionis de brancura.

Pa conseguilu, eliminaremus abati tol hierru (Fe2O3) que servia de cataliçaol, i lo sustituiremus pol criolita u fluorita.

Ena velociá d'idratación, las resisténcias mecánicas i la estabiliá de volumin son igualis a los crásicus.

Cementus d'aluminatu de cálciu

Son más baratus que los portland, i las sus resisténcias se dan albondu mas liheru ebiu a qu'el clinker se holma pol una mestura de materialis aluminossus i calcáreus (cal i alumina, enas mesmas proporcionis, holman el 75-80% del clinker).

Nesezitan el dobri d'áugua pa idratalsi que los portland, peru tiinin el mesmu tiempu de fraguau, i un endurecimientu mu liheru (desprendiendu el mesmu calol que los portland, peru en albondu menus tiempu, lo que puei lleval a fisuras pol contracionis i dilatacionis).

Es de destacal que nesti cementu se da el fenómenu de l'aluminossis, razón pola qu'está atarugau el su usiu en costrución, siendu gastau unicamenti pa materialis refratárius i afechal vias d'áugua (pol sel mu espansivu mesturau con el clinker portland)

Úsius de los cementus

• CEMI: nu es recomendabri el su úsiu en terrenus especialis u a artas temperaturas. Sueli gastalsi en prefabricaus i obras púbricas especialis.
• CEMII: nu se recomienda pa ormigonau pretensau ni a bahas temperaturas. Úsiu en eificación i costrución cevil.
• CEMIII: nu es recomendabri gastal esti cementu en tiempu de helás, en pretensaus, ni en lugaris ondi el aspetu seya emportanti. Recomendabris en ambientis agresivus.
• CEMIV: se gasta en ambientis meyanamenti agresivus, peru nu ebi asiahalsi esti cementu cuandu hieli.
• CEMV: úsiu pa estabiliçacionis, bassis d'ormigón...

Atihus estelnus

• En Commons ai conteníu multimedia sobre Cementu.
• Estitutu Español del Cementu