Fundamentos del Cemento: Reacciones, Adiciones y Tipos Esenciales

Reacciones Químicas Clave en la Fabricación del Cemento

Durante el proceso de fabricación del cemento, se producen diversas reacciones químicas a temperaturas específicas, dando lugar a los principales componentes del clínker:

• 900 a 1200 ^oC: Formación de aluminato tricálcico y ferritoaluminato tetracálcico.
• 1250 a 1300 ^oC: Formación de silicato bicálcico.
• 1400 a 1500 ^oC: Formación de silicato tricálcico.

Adiciones al Cemento: Propiedades y Aplicaciones

Las adiciones son materiales incorporados al cemento para modificar sus propiedades, mejorar su rendimiento o reducir costos. A continuación, se describen las más comunes:

• Yeso: Actúa como regulador del fraguado, retrasando el endurecimiento inicial del cemento. Se añade en proporciones del 3-6% y su acción principal es la reacción con el aluminato tricálcico.
• Escorias de alto horno: Contribuyen significativamente a la resistencia mecánica a largo plazo y mejoran la resistencia a los sulfatos. Son subproductos de fundiciones, como las de Bilbao.
• Humo de sílice: Posee un carácter altamente ácido y una finura extrema, lo que mejora la compacidad y la resistencia del hormigón.
• Filler calizo (inactivo): Aunque inactivo químicamente, incrementa la trabajabilidad de la mezcla y contribuye a las resistencias mecánicas finales.
• Puzolanas naturales: De naturaleza silícea y carácter ácido, reaccionan con la cal (hidróxido de calcio) liberada durante la hidratación del cemento. Sus beneficios incluyen:
  • Aumento de resistencias a largo plazo.
  • Mejora de la resistencia a sulfatos.
  • Reducción del calor de hidratación (ideal para cementos de presas).
  • Reducción de la expansividad.
• Puzolanas artificiales (cenizas volantes): Subproductos industriales que aportan propiedades hidráulicas latentes. Sus ventajas son:
  • Reducción del calor de hidratación.
  • Reducción de la retracción.
  • Mejora de la resistencia a sulfatos.
  • Alargamiento del tiempo de fraguado.
  • Aumento de la resistencia a largo plazo.

Clasificación y Composición de los Cementos

Los cementos se clasifican en diferentes tipos según su composición y las adiciones incorporadas, lo que les confiere propiedades específicas para diversas aplicaciones.

Tipos de Cementos (Norma EN 197-1)

• CEM I: Cemento Portland puro.
• CEM II: Cemento Portland con adiciones (hasta un 35%).
• CEM III: Cemento Portland de escorias de alto horno (con alto contenido de escoria).
• CEM IV: Cemento puzolánico.
• CEM V: Cemento compuesto (mezcla de varios componentes principales).

Tipos de Adiciones y su Codificación

Las adiciones se identifican mediante códigos específicos:

• S: Escoria de alto horno.
• D: Humo de sílice.
• P: Puzolana natural.
• Q: Puzolana natural calcinada.
• V: Ceniza volante silícea.
• W: Ceniza volante calcárea.
• T: Esquisto calcinado.
• L: Caliza L (con bajo contenido de carbono orgánico total).
• LL: Caliza LL (con alto contenido de carbono orgánico total).

Porcentajes de Adiciones en Cementos Compuestos

Las normas establecen rangos de porcentaje para las adiciones:

• A: 6-20% de adición.
• B: 21-35% de adición.