Hormigón: Un material ecológico que necesita ser mejorado

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fuerza sustancialmente mayor que la cal apagada pura y también a una velocidad sustancialmente más rápida de aumento de la fuerza.

El producto de la reacción entre la cal y la sílice amorfa es un hidrato de silicato de calcio, que es el principal mineral de unión de cemento Portland moderna. Esta es la razón, aunque los materiales de partida son diferentes, se dice a menudo que el cemento se ha utilizado durante más de 2000 años.

Después de la caída del Imperio Romano, este conocimiento era, sin embargo, perdido y en realidad sólo resurgió alrededor de 1750. a continuación, un paso importante se llevó a cabo en 1824, cuando un inglés con el nombre de Joseph Aspdin patentado "cemento Portland". Este nombre fue dado debido a que permitía la producción de un material que era similar a la piedra caliza Portland, considerada como una buena piedra de construcción. El primer uso de esta restauración material en cuestión y / o trabajos de reparación en lugar de la ingeniería civil.

El nombre de "cemento Portland" todavía se utiliza hoy en día. Sin embargo, el material ha cambiado como las temperaturas usadas originalmente no habrían permitido la formación de las fases que componen moderno cemento Portland. Los desarrollos posteriores por Aspdin sin embargo, con uno de sus hijos hicieron, utilizan temperaturas de procesamiento más altas y composiciones químicas que deben haber dado fases más parecido al cemento Portland moderna.

2.1.2. cemento Portland

de cemento Portland es producido por cogrinding primero una mezcla de aproximadamente 80% de piedra caliza y 20% arcillas. Esto entonces se calcina y posteriormente quemado a temperaturas que llegan a 1450 ◦C. La descomposición química de la piedra caliza es responsable de la gran liberación de CO2 en la producción de cemento. Durante el procesamiento de alta temperatura, el horno transmite nódulos de óxidos de calcio y silicio se mantienen unidos por una masa fundida de aluminato de calcio. Sus reacciones conducen a un material que se enfría rápidamente y contiene las cuatro fases principales que se muestran en la Tabla 1. En lo que sigue, que utilizan la notación químico cemento. El material producido en el horno se conoce como clinker. Es la molienda de este clinker, junto con sulfato de aproximadamente el 5% de calcio (anhidrita o dihidrato) hasta un polvo con una superficie específica de 300-1000 kg / m2 que da cemento Portland.

La mayor parte del desarrollo de la resistencia proviene de la reacción de C3S con agua para formar un compuesto de estequiometría variable conocido como C-S-H (silicato cálcico hidratado), que es nanoestructurado y poco cristalino junto con partículas cristalinas de CH (hidróxido de calcio). En general, esta reacción de hidratación conduce a la formación de sólidos con dos veces el volumen de los sólidos de partida, aunque el volumen total se reduce ya que el agua está más fuertemente empacado en los sólidos formados.

En hormigón armado, tanto C-S-H y CH juegan un papel en la prevención de la corrosión del refuerzo de acero. El C-S-H forma una sólida red tortuosa. Por lo tanto, tiene un papel físico en la reducción de la tasa de entrada de especies químicamente activas. En contraste CH se puede ver como un sumidero químico para ingressing CO2 ya que reacciona con él para precipitar calcita. Esto contribuye a mantener un alto pH alrededor de las barras de refuerzo y prevenir su corrosión.

En general, la producción de cemento Portland está altamente optimizado en todas las partes del proceso de fabricación. Para una revisión reciente de los aspectos de ingeniería de esta asignatura se recomienda acudir al. Aunque todavía hay margen de mejora de los márgenes restantes son, sin embargo, baja.

2.1.3. cementos mezclados

A pesar de la arqueta química de CO2 proporcionado por CH, su presencia en grandes cantidades por todo el material puede ser visto como el resultado de la liberación innecesaria CO2 durante la fabricación de cemento. De hecho, esta CH se puede utilizar eficazmente para reaccionar con los materiales que contienen sílice amorfa tal como cenizas volantes, escoria, humo de sílice, arcillas calcinadas o las puzolanas naturales. Estas reacciones puzolánicas son muy similares a las de los cementos romanos.

Por lo tanto, es posible sustituir parte del clinker en el cemento por diversos materiales que se conocen como complementarios Materiales de cemento (MEC). Esto ya sucede en gran medida y no ha habido un gran progreso en la racionalización de los SCM influir en las características químicas y físicas y la reactividad global de cementos mezclados.

En la práctica, estos cementos se integran en las normas que definen los tipos de cemento. En Europa, CEM I corresponde a cemento Portland y CEM II a un cemento mezclado con grados de sustitución que puede ser tan alta como 35% en función del tipo SMC. Este tipo de cemento todavía se refiere como el cemento Portland y representa hoy en día la mayor parte de cementos fabricados en la mayoría de los mercados.

Por lo tanto, la sustitución de clínker representa una forma importante de reducir el impacto ambiental de hormigón. Sin embargo, el grado de sustitución está limitada por los siguientes problemas:

• Reducción de la resistencia inicial

• Cantidades limitadas de las MEC reactivos

• Sustitución Limitado por las MEC no reactivos (tales como piedra caliza) sin comprometer la resistencia final

Hay que señalar aquí que la piedra caliza puede reaccionar en cierta medida con las fases de aluminato de cemento Portland y esto puede dar un ligero aumento de la fuerza. Sin embargo, la gama de sustituciones en el que esto puede ser explotado es relativamente limitada. En particular, en los niveles de reemplazo de cemento de alta, la mayor parte de la piedra caliza pueden ser considerados como no reactivos, aunque puede afectar las tasas de hidratación en función de su finura.

Un área en la que los cementos mezclados todavía tienen margen para la expansión está en cementos compuestos, también se hace referencia como de tipo M de cementos en Europa. En esta clase de los cementos es posible incluir diferentes MEC. En particular, se podría incluir una reactiva y un (mal) SMC no reactivo. Esto aumenta la cantidad total de piedra caliza que se podría utilizar, mientras que la acogida de los limitados recursos de las MEC reactivos. En el caso de la adición de piedra