Análisis de Cemento

Análisis Industriales, Mayo, 2016. Universidad Tecnológica de Pereira. ISS 0122!1"01

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Análisis de cementos. Ale#andra U$a%ue &edoya, 'dgar Andr(s )ardona *u%ue  Escuela de Química, Química, Universidad Universidad Tecnológi Tecnológica ca de Pereira, Pereira, Pereira, Pereira, Colombia [email protected], [email protected]

I.

ANÁLISIS DE RESULTADOS 1. 2.

*ete *eter+ r+in inac ació iónn grav gravi+ i+(t (tri rica ca de Si8 Si8 2. *eter+inación gravi+(trica del 9 28:.

1. Dete Determ rmin inac aci" i"n n gra# gra#im im$t $tri rica ca de s%li s%lice ce &SiO &SiO'( en una muestra de cemento. os silicatos son co+-uestos /or+ados -or Si8 2 y ó#idos ó#idos +etáli +etálicos cos.. 'e+-l 'e+-los7 os7 silica silicato to $icálc $icálcico ico 2)a8.Si82, silicato tricálcico :)a8.Si8 2. *esde el -unto de vista analtico, los silicatos se dividen en dos gru-os7

Silicatos solu)les*  se desco+-onen cuando se tratan con ;)l. Silicatos insolu)les*  no se desco+-onen cuando se tratan con ;)l.

Figura 1. emento eme!. Para las deter+inaciones se utilió una +uestra de ce+ento +arca )e+e# )e+e# -ortland ti-o ti-o I es un ce+ento co+n, -ara usos generales, es el %ue +ás se e+-lea -ara /ines estructurales cuando no se re%u re%uie iere renn de las las -ro-ro-ie ieda dade dess es-e es-eci cial ales es es-eci/ic es-eci/icadas adas -ara -ara los otros otros cuatro cuatro ti-os de ce+ento.

'n el caso de un silicato solu$le, la +uestra se trata con ;)l y se eva-ora asta se%uedad -ara se-arar la slice co+o Si8 2.e 28:C D#ido de calcio B)a8C D#ido de +agnesio BMg8C *ió#ido de titanio BTi8 2C D#ido de sodio Ba 28C D#ido de -otasio BE 28C D#ido de au/re BS8C Trió#ido de au/re BS8 :C Silicato cálcico idratado B)S;C :)a8! 2Si82!:;28

 FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF 

Su-le+entari a

Materiales correctores

clay Ferruginosos: tostación de lateritas, polvo

Cenizas la

de

pirita,

de tragante, limaduras o chatarra de hierro, lodos

Aditivos es-eciales

Ayudas de +olienda 's-esadores de  -a-illa Activadores granulación Mineraliadores

rojos. Trietanolamina, propilenglicol, etc. Agentes que varí an

la

energí a superficial Carbonato de sodio entre otros CaF2, Na2SiF6, Ca5(PO4)3, CaSO4.2H2O, etc

.3

6ateriales 3ara con#ertir en lin7er en cemento ategor%a Naturale4a 6aterial en uso 9egulador de Princi-al Geso natural o %u+ico /raguado Puzolanas naturales, escoria de

Su-le+entari o

Aditivos es-eciales

Adiciones  -uolánicas o ce+entantes

Ayudas de +olienda Agentes idro/ó$icos Pig+entos

horno

alto,

humo de sí l ice, cenizas de cáscaras de arroz, rocas tratadas térmicamente:

arcillas,

esquistos, lateritas, etc Trietanolamina, propilenglicol, etc.

Óxido de hierro, óxido de cromo, azul de cobalto.

+. ,or 0u$ un alto contenido de 6g es 3er8udicial 3ara el cemento5 'n el co+-orta+iento de la /ase l%uida durante el -roceso de en/ria+iento del clinHer, la -resencia del Magnesio in/luencia /uerte+ente las -osi$ilidades de /or+ación de vidrio o cristaliación, lo cual in/luencia la +oltura$ilidad del clnHer /or+ado y su reactividad en el +o+ento de la idratación del ce+ento. 'l Magnesio ta+$i(n uega un rol deter+inante en la coloración del clnHer de$ido a su intrusión en el ):A, deter+inando la coloración t-ica del clnHer gris!negruco. )uando se -resenta at+ós/era reductora y el >e 28: se reduce a >e8, se des-laa la intrusión del Mg8 en el ):A, lo cual -roduce un color +arrón del )linHer y la alteración de la conversión del )linHer en ce+ento. Al llegar al en/riador se invierte esta tendencia en la -arte su-er/icial del )linHer, -ero el color +arrón -uede  -er+anecer en el interior de gránulos grandes. 'l Magnesio se encuentra asta en un 2? co+$inado en las /ases +ineralógicas del )linHer +ás allá de esta ci/ra a-arece co+o Mg8 B-ericlasaC en el )linHer. a -ericlasa se trans/or+a con el agua en MgB8;C 2 Mg8 J ;28 K MgB8;C2, -ero la reacción transcurre +uy lenta+ente, cuando las restantes reacciones de endureci+iento ya an concluido. )o+o el MgB8;C 2 ad%uiere +ayor volu+en %ue el Mg8, en el -unto en el %ue se encuentra el gránulo de -ericlasa,  -uede acer saltar la roca de ce+ento y originar grietas, -roceso %ue se deno+ina e#-ansión -or +agnesio. 'l ta+a=o +á#i+o  FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF 

cenizas

volantes,

de -ericlasa %ue in/luye en la esta$ilidad del volu+en del ce+ento es de unas 4!L +icras. Por en/ria+iento lento estos cristales  -ueden llegar a tener 60 +icras. Se a co+-ro$ado %ue el ce+ento con un contenido de ? de -ericlasa con ta+a=o de asta 4 +icras -roduce en la autoclave igual e#-ansión %ue un contenido de cristales de  -ericlasa %ue tenan entre :0!60 +icras. 'l en/ria+iento rá-ido del )linHer -er+ite un +ayor contenido de Mg8, +ientras %ue  -ara en/ria+iento lento el Mg8 de$e  -er+anecer en valores $aos. as nor+as  -ara ce+entos li+itan el contenido de Mg asta un +á#i+o de 4?. @:

9. 2u$ sustancia de)e tener un cemento 3ara 0ue /rag:e con ra3ide45 *entro del -roceso general de endureci+iento se -resenta un estado en %ue la +ecla -ierde a-recia$le+ente su  -lasticidad y se vuelve di/cil de +anear tal estado corres-onde al /raguado inicial de la +ecla. A +edida %ue se -roduce el endureci+iento nor+al de la +ecla, se  -resenta un nuevo estado en el cual la consistencia a alcanado un valor +uy a-recia$le este estado se deno+ina /raguado /inal. 'l tie+-o de /raguado inicial es el +is+o -ara la +ayora de los ce+entos y alcana un valor de 4 a 60 +inutos, el tie+-o de /raguado /inal se esti+a en 10 oras a-ro#i+ada+ente. )uando se -resentan -ro$le+as es-eciales %ue de+andan un tie+-o adicional -ara el trans-orte del concreto de la /á$rica a la o$ra, se recurre al uso de NretardantesO del /raguado, co+-uestos de yeso o de andrido sul/rico de igual +anera, 3uede acelerarse el /raguado  con la adición de sustancias alcalinas o sales co+o el cloruro de calcio. @

;. ,or 0u$ se lle#a a se0uedad la muestra anali4ada antes de /iltrarla5 *esde el -unto de vista analtico, los silicatos se dividen en dos gru-os7

Silicatos solu)les*  se desco+-onen cuando se tratan con ;)l. Silicatos insolu)les* no se desco+-onen cuando se tratan con ;)l.

Análisis Industriales, Maro, 2016. Universidad

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Tecnológica de Pereira.

'n el caso de un silicato solu$le, la +uestra se trata con ;)l y se eva-ora asta se%uedad -ara se-arar la slice co+o Si82.inal+ente el clinHer -asa -or un siste+a de -arrillas de en/ria+iento. as -rinci-ales reacciones %u+icas %ue

Análisis Industriales, Maro, 2016. Universidad

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Tecnológica de Pereira.

intervienen en el -roceso de -roducción de clinHer dan lugar a la /or+ación de +inerales sint(ticos di/erentes7 >AS'S de silicatos, alu+inatos y /erritos de calcio %ue le darán las -ro-iedades idráulicas al ce+ento. as reacciones -rinci-ales %ue se  -roducen durante la eta-a de clinHeriación son7 @6

 -untiagudos %ue se entrecruan entre ellos /or+ando as una red %ue agarra la su-er/icie en la %ue se de-osite este.

REO6ENDAIONES •

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Secado7 eli+inación del agua li$re. Te+-eratura  200 ). 'li+inación del agua adsor$ida. Te+-eratura 100  00 ). *esco+-osición de la arcilla con /or+ación de +etacaolinita. Te+-eratura7 00  "40  ). Trans/or+ación %u+ica7 AlB8;CLSi810 !!!V 2BAl 28: Q 2Si82C J  ;28

•

*esco+-osición de la +etacaolinita y otros co+-uestos con /or+ación de una +ecla de ó#idos reactivos. Te+-eratura7 600  300 ). Al2 8: Q 2Si82 !!!V Al28: J 2Si82

•

*esco+-osición de la calia con /or+ación de )S y )A. Te+-eratura7 600!1000).

)a)8: !!!!V )a8 J )8 2   :)a8J2Si8 2JAl28: !!! V2B)a8QSi82CJ)a8QAl28: •

>iación de cal -or )S y )A con /or+ación de ) A>. Te+-eratura7 L00   1:00 ).

)a8QSi82J)a8 !!!!V 2)a8QSi8 2  2)a8 J Si82 !!!!V 2)a8 Q Si8 2 )a8 Q Al28: J 2)a8 !!!V :)a8 Q Al 28: )a8 Q Al28: J :)a8 J >e 282 !!!!V )a8 Q Al28: Q>e282 •

 ueva /iación de cal -or )2S. Trans/or+ación %u+ica 2)a8 J Si82 J )a8 !!!V :)a8 Q Si8 2

'@. ,or 0u$ 3ega el cemento5 'l ce+ento -ega -or%ue cuando se adiciona agua a este, se /or+an unos cristales

•

)o+o o$servación a la -ráctica al +o+ento de agregarle el ácido y -onerlo en la -lanca de calenta+iento se de$e acer en una ca$ina de e#tracción y +anearlo cuidadosa+ente ya %ue des-rende va-ores. Se de$e acer un lavado asta la eli+inación total de los cloruros, ya %ue  -ueden

ONLUSIONES •

Segn los resultados o$tenidos en las deter+inaciones, el ce+ento se encuentra dentro de los l+ites esta$lecidos, -or lo %ue se concluye %ue es de $uena calidad.

REFERENIAS @1. Instituto 's-a=ol del )e+ento y sus A-licaciones BI')AC. N Componentes y  propiedades del cementoO7 tt-s7WWXXX.ieca.esWglo)e+entos.as-Y idFre-K1"3 @2. tt-7WWXe$cace.googleusercontent.co+Wsear  cY %Kcace7tt-7WWXXX6.uniovi.esWusrW/$lancoW eccion3.)'M'T8S.MateriasPri+as.-d/  @:. NMagnesio, el uinto ele+ento Za+igo o ene+igoYO7 tt-7WWXXX.co+$ustionindustrial.co+WX-! contentWu-loadsW2014W06WMagnesioFa+igoF  oFene+igo.-d/  @. N>raguado del concretoO7 tt-7WWXXX.ar%ys.co+WconstruccionWconcre to!/raguado.t+l @4. [ose P. ). N Gravimetría de volatilización O. 10 de [unio de 2014. @6. \ru-os ). Materiales, N Cemento y  Hormigón !Qu" es el clin#er$ %ases del  clin#er O. ovie+$re  de 2012.

!Taylor, >. ]. a u+ica de los )e+entos. ^ol. II. 'diciones Ur+o7 &il$ao, 's-a=a, 13"L. --. 1!14. !A.S.T.M. Análisis del )e+ento. Annual

.7

&ooH o/ ASTM Piladel-ia, 13"1.

Standards.

Part

37

en la Industria. To+o I. uinta 'dición. Mc\raX!;ill7 M(#ico, 13L3. --. 201!211.

!&ogue, 9. ;. a u+ica del )e+ento Portland. 'diciones *ossat7 Madrid, 1342.

!\arca Arenas, [. u+ica Analtica )uantitativa. 'diciones UIS, &ucara+anga, 136

!Austin, \. Manual de Procesos u+icos

 FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF