INTRODUCTION

“Cuando el cemento portland y el agua son mezclados comienza una serie de reacciones químicas las cuales han de dar por resultado perdida de asentamiento, fraguado, endurecimiento, evolución del calor de hidratación y desarrollo de resistencia. El proceso total es conocido como hidratación del cemento, dado que ello comprende la formación de compuestos que contiene agua. El yeso u otras formas de sulfato de calcio, que normalmente son molidos conjuntamente con el clinker, se emplean para prevenir la fragua instantánea y controlar los procesos de fraguado y endurecimiento inicial, principalmente por regulación de las reacciones de hidratación rápida del C3A .

El yeso cumple su función en parte porque se disuelve rápidamente formando una película de protección de etringita sobre la superficie del C3A y demorando la reacción química del mismo. Un efecto colateral del yeso es acelerar la hidratación de los silicatos.

Se considera que los compuestos disueltos en el agua afectan el comportamiento del cemento y sus reacciones con otros materiales del concreto tales como los agregados y aditivos, al cambiar con el tiempo la cantidad de algunos de los más importantes iones en solución. Igualmente, una reducción de los espacios originalmente ocupados por el agua tiene lugar conforme la reacción química se produce.

La magnitud de la reacción y la naturaleza y cantidad de los productos formados dependen de la composición y fineza del cemento; igualmente dependen de la temperatura y de la naturaleza y cantidad de los aditivos presentes.

Para entender la interrelación entre la química de los cementos y el estándar, es conveniente recordar que el ASTM C150 establece contenidos máximos de SO3 variables entre 2.3% para el cemento Tipo V a 4.5% para el tipo III.

Generalmente el máximo porcentaje permisible de SO3 es una función del contenido de C3A y de la fineza del cemento.

Se permite SO3 adicional, excediendo los máximos establecidos si los ensayos demuestran que la cantidad de SO3 que permanece en la solución después de las 24 horas de hidratación es significativamente baja, deberá ejercerse control a fin de evitar que el SO3 no consumido en los primeros días pueda reaccionar con el C3A que no ha reaccionado, en edades posteriores para producir etringita y dar lugar a expansiones destructivas en el largo plazo.

El SO3 presente en el cemento proviene principalmente de yeso añadido durante la molienda, pero porcentajes importantes pueden ser incorporados por el clinker si se ha empleado combustible con alto contenido de azufre durante el proceso de fabricación de dicho clinker. El SO3 procedente de la combustión del petróleo forma principalmente sulfitos y sulfatos que son menos efectivos que el yeso incorporado en procesos de control de fraguado. La cantidad de yeso añadida es establecida por el productor de cemento para optimizar la resistencia, minimizar la contracción por secado y controlar el tiempo de fraguado y la pérdida del asentamiento.” (Rivva,2010)

b) FORMACIÓN DEL GEL

“El gel es el material rígido, de resistencia elevado, homogéneo, con un porcentaje de vacíos, conocidos como poros gel, del orden del 25% en volumen. Se presenta al microscopio rodeado de una pequeña cantidad de clinker inalterado y de cristales de hidrato de calcio.

El proceso de formación del gel comienza aproximadamente una hora después del mezclado. Se inicia al brotar en toda la superficie de los granos de cemento una formación vermicular o de bastoncillos , la cual no está constituida por cristales simples sino por una sustancia de constitución homogénea compuesta de micro cristales no reconocibles, la cual se conoce como gel. Este gel forma un filtro coloidal que parece presentar una tendencia a formar hojas enrolladas. La formación de cristales de tobermorita se

desarrolla no solo en la superficie de los granos sino también en el espacio capilar repleto de agua comprendido entre ellos.

Después de las 24 horas del inicio de la hidratación, los espacios capilares se muestran ya considerablemente llenos de partículas de gel y finalmente, después de 28 días, el gel ha rellanado el espacio capilar formando un ligamento entre los granos originales del cemento a los cuales ha unido estrechamente en su superficie de contacto.” (Rivva,2010)

c) COMPOSICION QUIMICA DE LOS PRODUCTOS DE HIDRATACIÓN

“No se establece diferencia entre el C3S y el C2S porque, en condiciones normales de endurecimiento ambos forman siempre “disilicato tricálcico hidratado”, el cual es una pasta mineral coloidal que se designa con el nombre de “Tobermorita”. El silicato tricálcico totalmente hidratado solo contiene, en peso, un 40% de hidrato cálcico, el silicato dicálcico totalmente hidratado contiene un 18% de hidrato cálcico.

Los dos componentes constituidos por silicatos se distinguen poco en su aptitud para combinarse con el agua por lo que no tiene mucha importancia el que exista una cantidad mayor de alguno de ellos. Lo mismo puede decirse en relación con los componentes aluminosos.

El porcentaje elevado del agua que se combina químicamente con el yeso, no representa un alza mayor en la relación con el porcentaje total de agua de hidratación, debido a la pequeña cantidad de yeso que se añade, que oscila entre el 3% y 4%” (Rivva,2010)