Resumen de Preparacion y caracterizacion de nuevos cementos y portland beliticos
Resumen: La actual preocupación por el cuidado del Medio Ambiente y el desarrollo de un sector de la construcción sostenible en general, y en particular, la necesidad de disminuir las emisiones de CO2 con lleva la búsqueda de procesos y/o materiales alternos. En la actualidad, una alternativa que puede contribuir a disminuir las emisiones de CO2 en un #10% son los cementos Belíticos. Estos cementos presentan propiedades muy atractivas desde punto vista medioambiental.
El presente trabajo de investigación se ha centrado en el diseño de clinkeres Belíticos con prestaciones finales competitivas con el cemento Portland ordinario y cuyo proceso de producción puede llegar a disminuir las emisiones de CO2.
Se han preparado clinkeres Belíticos de composición mineralógica teórica de 60% de C2S, 16% de C2S, 16% de C4AF y 8% de C3A (% en peso). El gran problema de estos materiales es la baja cinética de hidratación y en consecuencia las bajas resistencias a edades tempranas desarrolladas, comparándolos con el cemento Portland ordinario. Por ello es necesario activar los cementos Belíticos. La activación consiste en la estabilización de las formas de alta temperatura de la belita a, a#H y b. Esto se ha logrado con la adición de sodio, potasio y azufre en forma de Na2CO3, K2CO3 y yeso (CaSO42H2O), respectivamente. De hecho en el clinker belítico sin activar no se ha formado la fase a, pero en el clinker belítico con un 2.0% en Na2O (% en peso) se ha estabilizado hasta un 39%.5% de a-C2S, 10.6% de alfa'H-C2S y 5.8% de beta C2S y en muestra con 1.0% de SO3, 1.0% de Na2O y 1.0 de K2 (% en peso) se ha formado un 4.8% de alfa-C2S, 41.2% de alfa'H-C2S y 11.8% de betaC2S. Estos resultados indican que se ha conseguido la activación de los clinkeres Belíticos. También se han preparado clinkeres Belíticos blancos de composición mineralógica teórica de 60% de C2S, 26% de C3S, 14% de C3A(% en peso) y cuya activación se ha conseguido también con la adición de sodio y potasio, ya que en el clinker belítico blanco con 2.0% de Na2O (% en peso) se ha formado 16.4 % de alfa-C2S, 16.7% de alfa'H-C2S y 23.3% de beta-C2S. Utilizando la difracción de rayos-X de sincrotrón, disoluciones selectivas y el método de Rietveld se han cuantificado las fases estabilizadas de los diferentes clinkeres Belíticos.
Por otro lado, se han preparado cementos Belíticos por molturación conjunta de los clinkeres preparados y una cantidad adecuada de regulador de fraguado (yeso) y se han caracterizado con calorimetría para evaluar el fruto de la activación. Los cementos Belíticos son 2.0% de K2O y 1.5% de Na2O (% en peso) han desarrollado los mayores valores de calor liberado de todos los cementos belíticos caracterizados, 199.9 y 240.0 J/g durante 6 días, respectivamente, pero estos valores son todavía menores que los desarrollados por un cemento Pórtland ( ~300J/g).
Mediante la difracción de rayos-X de sincrotón de polvo a alta temperatura se ha logrado acceder in situ a toda la información que ayuda a determinar tanto las fases formadas y las transformaciones que sufren durante la clinkerización (alfa'L-C2S flecha alfa'H-C2S, alfa'H-C2Sflecha alfa-C2S, C2S+ CaO flecha C3S y fusión de C3A y C4AF) y en el enfriamiento de las muestras (alfa-C2S flecha alfa'H-C2S, estabilización de formas de alta temperatura del C2S y C3S y recristalización de C3A y C4AF). Así, los análisis cuantitativos de fases se han llevado a cabo a alta temperatura, lo que ha permitido detectar las reacciones químicas y las transformaciones polimórficas que han tenido lugar. Por otro lado, se ha detectado el efecto de los activadotes en calentamiento y el enfriamiento.
