Morteros y Cementos. HORMIGÓN: Mezcla apropiada de cemento arena grava y agua. Fraguan al aire. Fraguan con agua

Transcripción

1 Morteros y Cementos CEMENTO: Material aglomerante con propiedades adhesivas que permite unir fragmentos minerales entre sí formando una masa sólida continua, de resistencia y durabilidad adecuadas MORTERO: Mezcla de un material cementante con áridos y agua. Morteros aéreos: Barro Cal Morteros hidraulicos: Yeso Cemento Fraguan al aire Fraguan con agua HORMIGÓN: Mezcla apropiada de cemento arena grava y agua Material sumamente resistente a la compresión

2 Yeso CaSO 4. 2 H 2 O Mineral: Selenita, sericolita (yeso fibroso) o piedra de yeso (alabastro yesoso). Aplicaciones -Construcción: Yesos, escayolas Fabric. Cemento Portland -Extracción de S -Carga en papelería, plásticos,..

3 Yeso Proceso de fabricación CaSO 4. 2 H 2 O Mineral (Selenita) <125 ºC CaSO H 2 O H 2 O Hemihidrato (Yeso cocido o Yeso mate) Hidratable y fragua con H 2 O Problemas Tecnológicos -uniformidad en calefacción materia prima -baja σ térmica Solución: Molienda buena Hornos: de cámara rotatorios de caldera de arrastre

4 Yeso Fraguado o hidratación del Yeso CaSO H 2 O H 2 O Hemihidrato (Yeso cocido o Yeso mate) CaSO 4. 2 H 2 O Agujas entrecruzadas Transform. con V(1%) buen acabado Problemas: v fraguado empleo de retardadores (Na 3 PO 4, borax,...) Calidades del Yeso -yeso negro -yeso blanco -escayola

5 Cemento Aglomerante hidraúlico de mayor importancia Utilizan agua para reaccionar químicamente y adquirir propiedades cementantes Clasificación de los cementos Portland Aluminosos Puzolánicos CaO (%) SiO 2 (%) Al 2 (%) Fe 2 (%) 6-15 Cemento Portland es el más importante

6 Cemento Portland Polvo fino de color grisáceo constituido por silicatos de calcio y de aluminio Componentes principales Silicato Tricálcico (Alita): Ca 3 SiO 5 3 CaO.SiO 2 C 3 S Silicato bicálcico (Belita): Ca 2 SiO 4 2 CaO.SiO 2 C 2 S Aluminato tricálcico: Ca 3 Al 2 O 6 3 CaO.Al 2 C 3 A Aluminoferrito tetracálcico (celita):ca 4 Al 2 Fe 2 O 10 4CaO.Al 2.Fe 2 C 4 AF Proporción de los componentes C 3 S (Alita) % C 2 S (Belita) % C 3 A 5-10 % C 4 AF 3-10 %

7 Cemento Portland Proceso de fabricación 1500 ºC Molido Caliza + arcilla clinquer cemento Finamente pulverizada (escoria) Yeso

8 Cemento Portland Reacciones durante proceso de fabricación 1500 ºC Molido Caliza + arcilla clinquer cemento Finamente pulverizada (escoria) Yeso Arcilla Caliza ºC ºC Meta-caolín H 2 O 2 SiO 2.Al 2 CO 2 CaO T > 1000 ºC Al2 > 1 Fe 2 Al 2 Fe 2 < 1 3 CaO.SiO 2 C 3 S 2 CaO.SiO 2 C 2 S 4CaO.Al 2.Fe 2 C 4 AF 3 CaO.Al 2 C 3 A 2 CaO.Fe 2 C 2 F Si sobra cal CaO C Otros componentes: CaO, MgO, sulfatos alcalinos (no deseables)

9 Cemento Portland Transformación de la materia prima en un horno rotatorio

10 Cemento Portland Componentes principales C 3 S C 2 S C 3 A AF 4 C C 2 F Fraguado (velocidad hidratación) Rápido Lento Rápido Rápido Rápido Calor de hidratación Elevado Bajo Elevado Bajo Bajo Resistencia Mecánica Elevada y prontas Elevada y diferida Escasa Escasa Escasa Resistencia Química Aceptable Buena Mala Buena (a los sulfatos) Buena Velocidad de hidratación C 3 A > C 3 S > C 4 AF > C 2 S

11 Diagrama de fases CaO-Al2O3-SiO2

12 Tipos de Cemento Portland Tipo I.- Portland ordinario (Sin ajustes especificos) Tipo II.- con propiedades modificadas -Cementos antibacteriales -Cementeos hidrófobos -Cementos impermeabilizantes Tipo III.- de fraguado rápido y alta resistencia (Elevado C 3 S) Tipo IV.- de fraguado lento (Bajo calor de hidratación; C 2 S moderado C 3 A Tipo V.- resistentes a los sulfatos (Bajo C 3 A)

13 Fraguado o Hidratación del Cemento Portland Cemento + H 2 O prop. plásticas endurec. masa H 2 O hidratación Deshidratación Estudio de fraguado dificil (productos poco Xtalinos y gelatinosos

14 Fraguado o Hidratación del Cemento Portland C 3 S + 7 H 2 O C 3 S 2 H 4 (gel C-S-H) + 3 Ca(OH) 2 H= -111,4 KJ/mol C 2 S + 5 H 2 O C 3 S 2 H 4 (gel C-S-H) + 3 Ca(OH) 2 H= -43 KJ/mol Portlantita: Ca(OH) 2 Silicato cálcico hidratado tipo gel: C-S-H confiere Resistencia y durabilidad Composición = f(tiempo hidratación) Estructura: en capas Compuesto amorfo con Ca/Si 1.75 xcao.sio 2. yh 2 O Tdos. SiO 4 forman cadenas lineales de 2,5,8,...(3n-1) eslabones

15 Factores que afectan al fraguado I -Composición:Al 2 v fraguado MgO CaSO 4 SiO 2 v fraguado Generan productos de naturaleza expansiva (fases no deseables) -Tamaño de grano: -pequeño superficie espedífica mejora reacción grano-h 2 O tiempo de fraguado Granos gruesos rendimiento Granos muy finos calor de fraguado -Velocidad de fraguado: Depende de la composición y de cómo pierda calor

16 Factores que afectan al fraguado II -Temperatura: Al T t fraguado Heladas: Paran las reacciones químicas Solidifica H 2 O endurece sin eliminar geles no fragua -Catalizadores: -Pueden ser retardadores o aceleradores CaSO 4 retarda cementos Portland y acelera puzolánicos -Aire ocluido: -Forma parte del hormigón en una proporción del 2 al 5% -Disminuye la compacidad y la resistencia -Aumenta durabilidad ante ciclos hielo-deshielo

17 Factores que afectan al fraguado III -Cantidad de agua: -Depende de la composición y de cómo pierda calor -Debe ser exenta de sales perturban proceso y tiempo de fraguado -Existe relación agua /cemento (w/c) adecuada Mínimo teórico: w/c= 0.18 Mínimo real: w/c= Valores grandes de w/c penalizan la curva de endurecimiento