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Cuatro de ellos conforman el 90% o mas de
el peso del cemento Portland y son: el silicato tricalcico,
el silicato dicalcico, el aluminiato tricalcico y el
aluminio ferrito tetracalcico.Ademas de estos componentes
principales, algunos otros desempeñan papeles importantes en
el proceso de hidratación. Los tipos de cemento Portland
contienen los mismos cuatro compuestos principales, pero en
proporciones diferentes. Cuando el Clinker (el producto del
horno que se muele para fabricar el cemento Portland) se
examina al microscopio, la mayoría de los compuestos
individuales del cemento se pueden identificar y se puede
determinar sus cantidades. Sin embargo, los granos mas
pequeños evaden la detección visual. El diámetro promedio de
una particula de cemento tipica es de aproximadamente 10
micras, o una centésima de milímetro. Si todas las
partículas de cemento fueran las promedio, el cemento
Portland contendría aproximadamente 298,000 millones de
granos por kilogramo, pero de hecho existen unos 15 billones
de partículas debido al alto ronago de tamaños de particula.
Las particulas en un kilogramo de cemento Portland tiene una
area superficial aproximada de 400 metros cuadrados. Los dos
silicatos de calcio, los cuales constituyen cerca del 75%
del peso del cemento Portland, 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. 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. La composición química
del silicato de calcio hidratado es en cierto modo variable,
pero contiene cal (CaO) y silice (Si02), en una proporción
sobre el orden de 3 a 2. el area superficial del hidrato de
silicato de calcio es de unos 3000 metros cuadrados por
gramo. Las particulas son tan diminutas que solamente ser
vistas en microscopio electrónico. En la pasta de cemento ya
endurecida, estas partículas forman uniones enlazadas entre
las otras fases cristalinas y los granos sobrantes de
cemento sin hidratar; tambien se adhieren a los granos de
arena y a piezas de agregado grueso, cementando todo el
conjunto. La formación de esta estructura es la accion
cementante de la pasta y es responsable del fraguado, del
endurecimiento y del desarrollo de resistencia. Cuando el
concreto fragua, su volumen bruto permanece casi inalterado,
pero el concreto endurecido contiene poros llenos de agua y
aire, mismos que no tienen resistencia alguna. La
resistencia esta en la parte solida de la pasta, en su
mayoría en el hidrato de silicato de calcio y en las faces
cristalinas.
Entre menos porosa sea la pasta de cemento,
mucho mas resistente es el concreto. Por lo tanto, cuando se
mezcle el concreto no se debe usar una cantidad mayor de
agua que la absolutamente necesaria para fabricar un
concreto plástico y trabajable. A un entonces, el agua
empleada es usualmente mayor que la que se requiere para la
completa hidratación del cemento. La relación mínima Agua –
Cemento (en peso) para la hidratación total es
aproximadamente de 0.22 a 0.25. El conocimiento de la
cantidad de calor liberan do a medida de que el cemento se
hidrato puede ser util para planear la construcción. En
invierno, el calor de hidratación ayudara a proteger el
concreto contra el daño probocado por temperaturas de
congelecion. Sin embargo, el calor puede ser en estructuras
masivas, tales como presas, porque puede producir esfuerzos
indeseables al enfriarse luego de endurecer. El cemento
Portland tipo 1 un poco mas de la mitad de su calor total de
hidratación en tres días. El cemento tipo 3, de alta
resistencia temprana, libera aproximadamente el mismo
procentaje de su calor en mucho menos de tres dias. El
cemento tipo 2, un cemento de calor moderado, libera menos
calor total que los otros y deben pasar mas de tres dias
para que se libere unicamente la mitad de ese calor. El uso
de cemento tipo 4, cemente Portland de bajo calor de
hidratación, se debe de tomar en cosideracion donde sea de
importancia fundamental contar con un bajo calor de
hidratación. |
