Lección Primera

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CONGLOMERANTES AÉREOS E HIDRÁULICOS

Conglomerantes aéreos.- Son aquellos que fraguan y endurecen sólo en contacto con el aire. De más antiguo a más reciente hay tres tipos de conglomerantes aeréos: los barros, el yeso y la cal.

Conglomerantes hidráulicos.- Son aquellos que fraguan y endurecen también en contacto con el agua y son resistentes en ese medio. En primer lugar las cales hidráulicas y, posteriormente, los cementos artificiales.

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CONGLOMERANTES AÉREOS: CALES AÉREAS

Se denomina cal aérea al hidróxido cálcico obtenido en un doble proceso que incluye la calcinación del carbonato cálcico y el posterior apagado de este compuesto (tradicionalmente en un proceso lento de meses o incluso años):

CaCO3 CaO (Cal viva) + CO2 (900ºC)

CaO + H2O Ca(OH)2 (Cal apagada)

CaO ≈ C

Ca(OH)2 ≈ CH

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MORTEROS PUZOLÁNICOS

Se trata de materiales con prestaciones hidráulicas a pesar de elaborarse con cal aérea. Todo el árido, o la mayor parte de las fracciones más finas, utilizado en la fabricación del mortero, está formado por materiales volcánicos de baja cristalinidad (y, por tanto, muy reactivos) con elevado contenido en SiO2 y Al2O3.

SiO2 ≈ S

Al2O3 ≈ A

CH + S → C-S-H

CH + A → C-A-H

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CONGLOMERANTES HIDRÁULICOS: CALES HIDRÁULICAS

Conglomerantes capaces de producir morteros y hormigones hidráulicos con independencia de que los áridos no sean puzolanas. Se obtienen a partir de la mezcla de rocas calizas y materiales arcillosos que aportan SiO2 , Al2O3 y Fe2O3. En el proceso de calcinación se forman silicatos cálcicos y aluminatos cálcicos que, en la posterior hidratación, dan lugar a los silicatos cálcicos hidratados y aluminatos cálcicos hidratados, que son estables en fábricas relacionadas con el agua.

CS + H → C-S-H

CA + H → C-A-H

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CEMENTOS. ANTECEDENTES 1570.- Palladio calcina una mezcla de caliza y arcilla de Padua y

obtiene “un conglomerante capaz de fraguar y endurecer bajo el agua”.

1796.- Parker calcina una caliza arcillosa y obtiene un conglomerante de excelentes prestaciones hidráulicas. De ahí a 1800 se trabaja en la obtención de esas cales (cementos naturales o cementos romanos).

1812 Vicat define el índice de hidraulicidad como la relación entre los óxidos ácidos y los óxidos básicos.

1824.- J. Aspdin patentó un “conglomerante tan duro como la piedra de portland” calcinando margas a 1200ºC (Patente británica 5022).

1851.- L.C. Johnson presentó el cemento portland (clinker a 1450ºC + yeso para regular el fraguado) .

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CEMENTO PORTLANDMATERIAS PRIMAS-CLINKERCaliza: CaO + CO2

Arcilla: SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 + H2O

Productos de reacción: Clinker:

• 3CaO.SiO2-(C3S)-Silicato tricálcico

• 2CaO.SiO2-(C2S)-Silicato dicálcico

• 3CaO.Al2O3-(C3A)-Aluminato tricálcico

• 4CaO.Al2O3.Fe2O3- (C4AF) Ferroaluminato tetracálcico

• CaO=C, SiO2=S, Al2O3=A, Fe2O3=F, H=H2O.7

CEMENTO PORTLANDADICIONES

Adiciones inactivas: L, LL (limestone-caliza). Para hacer más trabajables los morteros y hormigones.

• Adiciones activas

Actividad hidráulica: Escorias de alto horno: S.

Actividad puzolánica: Puzolanas naturales (P, Q) y Puzolanas artificiales (V, Wcenizas volantes, microsílice D y Esquistos calcinados T).

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CEMENTO PORTLANDREGULADOR DE FRAGUADO

El sulfato de calcio se añade durante la fabricación del cemento para controlar el fraguado. El sulfato de calcio puede ser yeso (sulfato de calcio dihidratado, CaSO4.2H2O), hemihidrato (CaSO4.½H2O), o anhidrita (sulfato de calcio anhidro CaSO4), o cualquier mezcla de ellos.

Retarda la reacción de hidratación de los aluminatos

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DENOMINACIÓN CEMENTOS COMUNES

• Nombre simple: CEM I

• Nombre compuesto: CEM (II, III, IV y V)

Implica siempre / (A o B) – (S, D, P, Q, V, W, T, L o LL)

B>A (S, D, P,Q, V,W,T, L y LL): Adiciones

• CEM III = CEM II/C-S C>B

• CEM IV = CEM II/C-(D, P o V) C>B

• CEM V: Todo tipo de adiciones

Ver Tabla en los apuntes

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