COMPOSICION QUIMICA DEL CEMENTO PORTLAND

Bárbara Aura Vázquez Torres

TECNOLOGIA DEL CONCRETO

BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE PUEBLA

El cemento Portland no es un compuesto químico simple, sino que es una mezcla de

muchos compuestos. Cuatro de ellos conforman el 90% o más de el peso del

cemento Pórtland y son: el silicato tricálcico, el silicato dicálcico, el aluminato tricalcico y el

aluminio ferrito tetracálcico.

Además de estos componentes principales, algunos otros desempeñan papeles

importantes en el proceso de hidratación

Por ser el cemento el componente mas activo del concreto, y teniendo en cuenta que todas las propiedades del concreto dependen de la cantidad y tipo de cemento a usarse es que la

selección y una adecuada dosificación son muy importantes.

Las materias primas constituyentes del cemento son principalmente cal, sílice, alúmina y oxido de hierro. Durante el proceso de producción del cemento estos compuestos

interactúan para luego formar una serie de productos más complejos (silicatos cálcicos, aluminatos cálcicos y ferritos) que alcanzan un estado de equilibrio químico, con la

excepción de un residuo de cal no combinada la cual no ha tenido suficiente tiempo para reaccionar esta es denominada como cal libre.

Las materias primas para la producción del Portland son minerales que contienen:

óxido de calcio (44%)óxido de silicio (14,5%)

óxido de aluminio (3,5%)óxido de hierro (3%)

óxido de manganeso (1,6%)

La mezcla es calentada en un horno especial, constituido de un inmenso cilindro (llamado kiln) dispuesto horizontalmente con una ligera inclinación, y rodando

lentamente. La temperatura crece a lo largo del cilindro hasta llegar a aproximadamente 1400°C; la temperatura es tal que hace que los minerales se

combinen pero no se fundan o vitrifiquen.

El cemento obtenido tiene una composición del tipo:

64% óxido de calcio21% óxido de silicio

5,5% óxido de aluminio4,5% óxido de hierro

2,4% óxido de magnesio1,6% sulfatos

1% otros materiales, entre los cuales principalmente agua.

Los dos silicatos de calcio, los cuales constituyen cerca del 75% del peso del

cemento Pórtland, reaccionan con el agua para formar dos nuevos compuestos: el hidróxido

de calcio y el hidrato de silicato de calcio. Este ultimo es con mucho el componente

cementante mas importante en el concreto. Ya que produce las propiedades ingenieriles del

concreto, fraguado y endurecimiento, resistencia y estabilidad dimensional

principalmente depende del gel del hidrato de silicato de calcio. Es la medula del concreto.

Cementos de Portland especialesLos cementos de Pórtland especiales son los cementos que se obtienen de la misma

forma que el Pórtland, pero que tienen características diferentes a causa de variaciones en el porcentaje de los componentes que lo forman.

Portland férricoEsto significa que este cemento es muy rico en hierro. En efecto se obtiene introduciendo cenizas de pirita o minerales de hierro en polvo. Por este motivo estos cementos son particularmente apropiados para ser

utilizados en climas cálidos. Puesto que la cal libre es el componente mayormente atacable por las aguas agresivas, estos cementos, conteniendo una menor cantidad, son más resistentes a las aguas agresivas.

Cementos blancosEstos contienen por lo tanto un porcentaje

bajísimo de oxido de hierro. EI color blanco es debido a la falta del hierro que le da una

tonalidad grisácea al Portland normal y un gris más obscuro al cemento ferrico. La reducción del Fe2O3 es compensada con el agregado de

fluorita (CaF2) y de criolita (Na3AlF6), necesarios en la fase de fabricación en el

horno.

Cemento puzolánicoSe denomina puzolana a una fina ceniza volcánica

que se extiende principalmente en la región del Lazio y la Campania, su nombre deriva de la localidad de

Pozzuoli, en las proximidades de Nápoles, en las faldas del Vesubio. Un cemento puzolánico contiene

aproximadamente:55-70% de clinker Portland

30-45% de puzolana2-4% de yeso

Cemento siderúrgicoLa puzolana ha sido sustituida en muchos casos

por la ceniza de carbón proveniente de las centrales termoeléctricas, escoria de

fundiciones o residuos obtenidos calentando el cuarzo. Estos componentes son introducidos

entre el 35 hasta el 80%.

Cemento aluminosoEl cemento aluminoso se produce a partir

principalmente de la bauxita con impurezas de óxido de hierro (Fe2O3), óxido de titanio (TiO2)

y óxido de silicio (SiO2).

El cemento aluminoso tiene la siguiente composición de óxidos:35-40% óxido de calcio

40-50% óxido de aluminio5% óxido de silicio

5-10% óxido de hierro1% óxido de titanio