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Rcii,lcnci.Procedemos en seguida a explicar el significado de este concepto que consideramos de importancia, pues se emplea frecuentemente para calificar el grado de nocividad del agua que puede afectar al hormigón. Como es bien sabido, se definen como ácidos aquellas substancias que en solución acuosa son capaces de producir por disociación átomos de hidrógeno cargados de electricidad, es decir, iones hidrógeno. Las substancias con características opuestas las denominamos bases, y son

aquellas que en solución acuosa promueven la formación del grupo OH (ión oxhidrilo). Según la mayor o menor medida en que se producen los efectos citados, se considera que las substancias afectadas son ácidos o bases, más o menos fuertes. En el caso de un ácido fuerte, diluido en agua, por ejemplo el clorhídrico, la disociación es prácticamente completa ; se encuentra en forma de hidrogeniones cargados positivamente (H+) e iones cloro cargados negativamente (Cl-). En cambio, la molécula de un ácido débil como por ejemplo el acético, al pasar en solución sólo se disocia parcialmente. La intensidad de la acidez se mide, por lo tanto, en función de la cantidad de iones hidrógeno contenidos por unidad de volumen, o sea la concentración de los hidrogeniones. Por comodidad se ha adoptado como medida al respecto, el concepto ccpH,,, igual al logaritmo negativo base 10 de la concentración de los hidrogenionesgramo contenidos en un litro de solución acuosa (1 hidrogeniongramo = 1 gramo). La escala usual de valores pH va del O al 14. El agua pura, completamente neutra presenta un valor de pH 7. Un pH igual a cero corresponde a una solución acuosa muy ácida, y un pH 14 a una muy básica. Debido al carácter logarítmico del concepto pH, una variación de una unidad en el valor p H considerado, implica una disminución o un aumento 10 veces mayor en la concentración de acidez o basicidad respectiva. Como soluciones fuertemente ácidas se entienden aquellas con pH de O a 3 y como débilmente ácidas las que presentan un pH de 4 a 6. En forma similar un campo de pH 8 a 10 corresponde a soluciones débilmente básicas, y un pH comprendido entre 1 1 a 14 representa soluciones fuertemente básicas. Por ejemplo, el agua de cal saturada que presenta un pH de cerca de 12,5, es por lo tanto fuertemente básica, en tanto que una solución de ácido acético al 1 %, con pH 3 , 5 , debe considerarse como una solución ácida de ~ o t e n c i amedia. La medida de los valores PH puede determinarse con mucha exactitud mediante la conductividad eléctrica de la solución respectiva, o en forma sólo aproximada mediante indicadores, es decir, substancias orgánicas, como el tornasol, que cambian de color cuando varía el pH de la solución con la cual se ponen en contacto.

El ataque ácido sobre el hormigón debe considerarse como nocivo en general cuando el elemento agresivo presenta un pH inferior a 6. Los ataques químicos sobre el hormigón que pueden presentarse en los procesos industriales, incluyen una variedad demasiado amplia para poder darles cabida dentro de las características del presente libro. Por el contrario, las causas que motivan la formación del agua ácida natural

son bastante limitadas. Se trata de la formación del ácido húmico, un producto de la descomposición de las substancias orgánicas, vegetales (suelos y aguas en zonas que contienen turbas y lignitos, etc.). El ácido sólo sulfúrico puede encontrarse en aguas naturales -afortunadamente en raros casos- cuando la pirita contenida en el terreno se oxida en contacto con el aire y la humedad. Sin embargo, en la mayor parte de los casos el ataque del agua natural está relacionado con la acción del anhídrido carbónico. Su nocividad general justifica una discusión muy extensa, principiando por que, tanto en los anáiis~s de las aguas, como en los estuaios de los daños que pueden motivar sobre el hormigón, se emplean frecuentemente expresiones como anhídrido carbónico cccombinado)~,((relativo,)y uagresivo~),que requieren explicación especial. Cuando tratamos acerca de las cales, consideramos el endurecimiento de las mezclas a la cal, el cual es producido por la combinación del anhídrido carbónico del aire con la cal hidratada, y con formación de carbonato cálcico casi totalmente insoluble en el agua y d cual se debe el endurecimiento precitado. Según lo anterior no se explica cómo el agua que contiene anhídrido carbónico puede actuar para disolver el hormigón. Desgraciadamente, el agua que contiene dicho compuesto transforma el carbonato cálcico en bicarbonato cálcico, fácilmente soluble : CaCO,

+ CO, + H.0 -+ Ca(HCO,),

Este bicarbonato sólo puede existir en solución acuosa. Al evaporarse el agua, esta sal se disocia formando gas carbónico (CO,) que se desprende y como residuo queda CaCO,. igual sucede cuando esta solución hierve. Las incrustaciones en las calderas o en las ollas de cocina no son sino carbonato cálcico que se ha separado del agua que lo contenía en forma de bicarbonato. En el anhídrido carbónico contenido en el agua debe observarse una gran diferencia según que se encuentre combinado en el bicarbonato, o bien en estado libre. En el primer caso es inocuo y aun favorece la impermeabilidad del hormigón, ya que en contacto con la pasta d e cemento no sólo la transforma en carbonato cálcico (((la carbonata))), sino que además deposita en ella la sal cálcica que viene disuelta en el agua:

Sin embargo, cierta cantidad adicional de anhídrido carbónico, a más del contenido en el bicarbonato cálcico, no puede perjudicar al cemento fraguado. En realidad tal exceso es necesario para poder con-

servar en solución el bicarbonato, y no está pues en disponibilidad para disolver un porcentaje ulterior de cal. Este anhídrido carbónico relativo aumenta fuertemente cuando se incrementa la cantidad de bicarbonato disuelto. Sólo cuando el contenido de anhídrido carbónico en el agua supera la suma del COZ del bicarbonato+el COZ relativo, nos encontramos con COZ ((agresivo)),o más exactamente, con CO, ccsolubilizante de la cal,,. De este modo resulta que una pequeña cantidad de CO., disuelto en el agua pura resulta muy agresiva, en tanto que grandes cantidades de COZ pueden ser inocuas si en la solución respectiva se encuentra una cantidad suficiente de cal. Si primeramente hemos hablado de la agresividad del agua pura, podemos ahora añadir que su poder disolvente aumenta considerablemente en presencia del CO, del aire, que el agua absorbe. Las cantidades de COZ en cuestión son muy limitadas (0,5 mg/litro) ; sin embargo, son suficientes para dar al agua un ((pH)) de 5,7, es decir, un carácter netamente ácido.

Eflorescencia Los procesos de disolución y de lixiviación tal como aquí se consideran, se encuentran en conexión estrecha con el fenómeno de la eflorescencia que en ocasiones observamos en las construcciones hechas con aglomerados de cemento. Las eflorescencias están constituidas por substancias que, en forma de solución acuosa, se transportan hacia la superficie del elemento constructivo, en donde se precipitan. Este desplazamiento se origina en general mediante la ayuda de fuerzas capilares (efecto de pábilo). Al llegar a la superficie, y en contacto con el aire se facilita la evaporación del agua, con lo cual la substancia disuelta se precipita, se deposita sobre dicha superficie y constituye la eflorescencia. En los conglomerados ligados con cemento, el agua de amasado pronto se satura de hidrato cálcico, el cual por efecto de la acción descrita se deposita sobre la superficie exterior, donde el COZ del aire lo transforma en carbonato cálcico. Las eflorescencias del cemento endurecido están casi siempre constituidas por CaCO,, y cuando menos las así integradas son dañosas y perjudican la buena apariencia de las construcciones. Las producidas por los álcalis del'cemento son muy solubles en agua y se pueden lavar fácilmente (si antes no han sido arrastradas por la lluvia). Las eflorescencias sulfatadas (sulfato de calcio-yeso, o sulfatos alcalinos) que a veces se presentan sobre los materiales cerámicos (tabiques y similares) no se presentan sobre los conglomerados hidráulicos, pues

el yeso contenido en el cemento se convierte pronto en producto insoluble : el sulfoaluminato cálcico. No siempre es fácil eliminar las eflorescencias adherentes insolubles de CaCO, que se forman sobre el cemento fraguado. A veces se pueden eliminar con un cepillo duro; en caso contrario, se emplea ácido clorhídrico diluido con el cual se disuelve el depósito de carbonato cálcico (produciendo efervescencia). Se necesita obrar con precaución, sobre todo se debe impedir que el ácido penetre muy profundamente en la estructura capilar del hormigón, pues con la cal forma cloruro cálcico. sal fuertemente higroscópica que absorbe humedad del aire y la retiene tenazmente, con lo cual se producen sobre la superficie del hormigón manchas permanentes d e humedad. Se necesita pues antes de efectuar el tratamiento al ácido impregnar bien con agua la superficie del hormigón. E l ácido no puede penetrar fácilmente en los capilares llenos d e agua y limita su acción a la superficie. Después del tratamiento es necesario emplear agua en cantidad abundante para enjuagar bien. Las eflorescencias sobre la superficie del hormigón pueden presentarse en formas muy diversas. Pueden aparecer como un velo blancogrisáceo desagradable sobre todo en superficies coloreadas de hormigón. Otras veces aparecen como fuertes incrustaciones, en ocasiones como gotas petrificadas. Sin embargo, en este caso no se trata de un efecto de evaporación del agua capilar, sino de permeabilidad del hormigón que permite el paso del agua, y así se debe hablar entonces no d e eflorescencias, sino de infiltraciones. El problema de la relación entre la eflorescencia y la constitución d e un cemento Portland ha sido expuesto frecuentemente, pero no se ha definido con claridad. De por sí es difícil de comprender por qué determinado cemento Portland presenta una tendencia más marcada a la eflorescencia que algún otro, ya que en todos los casos el agua (en el interior del hormigón) se encuentra saturada de hidrato cálcico. Probablemente son más bien las circunstancias climatéricas las que influyen de tal modo que a igualdad de todas las demás condiciones, e n un caso s e producen eflorescencias y en otro no. Si la evaporación del agua sobre la superficie del hormigón se efectúa con lentitud, se tienen entonces condiciones más favorables en relación con el movimiento de las soluciones que producen la eflorescencia, pues de este modo se evita una desecación más enérgica y por lo tanto una mayor rapidez en el desalojamiento de la solución a través del sistema capilar.

b)

Descomposición química

La posibilidad del ataque químico sobre el cemento endurecido no se limita a los efectos de disolución y lixiviación, sino que, por el con-

trario, la variante más peligrosa es aquella en la cual la descomposición química de la substancia agresiva produce en contacto con la pasta de cemento, materias. que siendo difícilmente solubles, motivan por la necesidad que tienen de ocupar mayor espacio, una expansión que a la postre origina la destrucción del hormigón. Debemos nombrar primeramente el ataque de los sulfatos, tanto por su ación enérgica como por la frecuencia en que suele ocurrir. Las reacciones químicas, de acuerdo con las cuales se produce este tipo de desintegración, fueron ya discutidas en relación con la adición de yeso al clinker de cemento Portland. Ya sea que durante la manufactura del cemento incorporemos una cantidad de yeso mayor que la prescrita, o que ésta esté contenida en los agregados, o bien que en el cemento endurecido penetre una solución sulfatada, es en todos estos casos la formación del voluminoso sulfoaluminato cálcico, con muchas moléculas d e agua, la que produce la desintegración. El agua sulfatada -en general aguas subterráneas provenientes de terrenos ricos en yeso- se encuentra con mucha frecuencia. Según que el agua que actúa en contacto con las construcciones sea estancada, corriente, a presión, así variará el límite de la concentración peligrosa. El agua sulfatada inmóvil requiere precauciones especiales sólo cuando su contenido es de 300 a 500 mg de SO, por litro, en tanto que un agua corriente que contenga sólo 150 mg de SO, por litro no puede calificarse como inocua. El ataque por sulfatos no se limita sólo al yeso. El hidrógeno sulfurado, gas débilmente ácido que se forma en los procesos de descomposición, puede ser oxidado por el oxígeno del aire, transformándose en ácido sulfúrico. El ataque sulfatado de este tipo se encuentra por ejemplo en el vértice de los canales de hormigón que conducen aguas negras. Los sulfatos de magnesio y de amonio son particularmente agresivos. En efecto, mientras el yeso transforma sólo a los aluminatos del cemento fraguado, las sales de magnesio y de amonio en cambio atacan también el hidrato cálcico. El sulfato de magnesio reacciona de acuerdo con la fórmula:

El hidrato de magnesio así formado se separa a causa de su solubilidad reducida. El empobrecimiento en hidrato cálcico, conduce -de manera muy semejante a la hidrólisis producida por el agua pura- a la pérdida del hidrato cálcico que forma parte de los productos de hidratación. Dicho hidrato está sujeto a su vez a una transformación ulterior, y mientras se disponga de sales de magnesio y de hidrato cálcico con el cual puedan reaccionar, el proceso no alcanzará su etapa final.

El sulfato de magnesio se encuentra contenido en cantidades importantes en el agua de mar y participa de manera determinante en la desintegración de las construcciones marítimas. La reacción con el sulfato de amonio es muy semejante:

(NH,)$O,

+

Ca(OH),

+ CaSO, +

2 NH,

+

2 H,O

El amoníaco (NH,) se escapa en forma de gas, el hidrato cálcico libre se transforma en yeso, y también en este caso las reacciones implican a la postre el consumo o desgaste de la cal combinada contenida en la pasta de cemento. Con los sulfatos de magnesio y de amonio, además del efecto d e expansión que la formación del sulfoaluminato motiva, se produce también la descomposición del hidrosilicato cálcico. Este último efecto s e produce con todas las sales de amonio y de magnesio, con excepción de aquellos casos en los cuales las sales cálcicas que se forman son insolubles, por ejemplo, las que se producen en contacto con el oxalato de amonio, o con el fluoruro magnésico. De acuerdo con todo lo anterior, el control de las substancias nocivas contenidas en el agua se extenderá: al valor del pH, al anhídrico carbónico (el que sc encuentra en condiciones de disolver el calcio), o los sulfatos y sulfuros, y, finalmente, también, al contenido de sales de magnesio y de amonio.

c)

Substancias agresivas en los componentes del hormigón

Si bien las substancias nocivas para el hormigón pueden ser peligrosas, aun en pequeñas concentraciones, cuando actúan en forma de repetidos contactos con el hormigón, en cambio resultan mucho menos perjudiciales cuando se encuentran contenidas en el agua de mezclado. Por ejemplo, el agua sulfatada con una concentración aproximada d e 1.200 mg de SO,/litro es muy agresiva si está en contacto continuo. En cambio como agua de mezclado es completamente inocua. pues con la concentración indicada la adición de yeso al cemento es sólo del orden de una milésima parte, cantidad insignificante si se considera que durante la molienda del clinker se agregan varias unidades por ciento. Lo mismo podemos decir en el caso del agua que contiene anhídrido carbónico, e igualmente en el del agua mineral ligeramente ácida. Más aún, en caso necesario hasta el agua de mar ~ u e d eemplearse para la elaboración del hormigón; no obstante que su contenido de sales solubles alcanza a ser de unos 40 gramos por litro (especialmente en forma de cloruros y de sulfatos). Esto significa, por ejemplo que con una relación a / c de 0.5 añadimos al cemento un 2 de sales solubles. Natural-

mente que en la práctica esto se deberá evitar, salvo en casos excepcionales. En general es de considerar que cualquier agua puede emplearse e n las mezclas de hormigón, a menos que su color, olor o sabor indiquen una contaminación considerable. Por ejemplo, la. presencia de substancias del tipo cthúmico,) que imparten al agua una coloración obscura, es frecuentemente más peligrosa que las sales inorgánicas disueltas, pues las materias húmicas alteran el proceso de fraguado y lo pueden retardar considerablemente. e n del azúcar, aun en cantidades mínimas. es muy nociva. Porcentajes muy bajos -referidos al peso del cemento- pueden perju. dicar el proceso del endurecimiento. En caso d e duda deberá asegurarse que el agua de amasado no contenga substancias orgánicas en cantidades perjudiciales, para lo cual se elaborarán probetas y se observará el tiempo de fraguado. La cantidad d e impurezas que se agregan a un hormigón empleando agua poco limpia, es reducida. Muy distintas son las condiciones que se tienen en el caso d e los agregados, pues d e éstos se emplean cantidades que son varias veces mayores que el peso del cemento. Las impurezas perjudiciales para el hormigón contenidas en los agregados representan un peso bastante mayor. Además d e aquellas cuyo efecto es puramente físico, como el limo y la arcilla (ccpartículas microscópicas))), mica, etc. ; las impurezas que encontramos en los agregados son sobre todo, substancias orgánicas del tipo húmico, y compuestos d e azufre:lLa determinación de la presencia d e materia orgánica, tal como está especificada, por ejemplo en la Norma alemana DlN 4.226, o bien en la austríaca OeNORM 3.302, no presenta dificultad alguna aun en el caso de que el operador tenga poca práctica. Además. e n caso de duda, una breve prueba nos indicará si las impurezas orgánicas perjudican el endurecimiento inicial. Evitaremos así el temor a una sorpresa posterior.

El caso de los compuestos de azufre es diferente. su influencia se hace sentir no tanto sobre el endurecimiento inicial, sino después de largo tiempo cuando se manifiesta como expansión por yeso. Este daño es producido principalmente por los sulfatos. Los sulfuros se oxidan al aire y con la humedad, y pueden también transformarse en sulfatos. La importancia del daño que los compuestos d e azufre contenidos en los agregados pueden motivar, difícilmente puede ser prevista. En el caso del yeso. el estado de subdivisión en que se encuentre tiene cierta importancia. Si se presenta en partículas muy finas debe pensarse que en su totalidad puede reaccionar con el cemento ; recuérdese que la Norma limita su adición al cemento a cerca d e un 5 76 (3% SO,). Si el yeso existe en partículas gruesas mezcladas con los agregados, probablemente pued e ser más tolerado; pero en este caso prácticamente se carece de datos experimentales. Esta incertidumbre se refleja en las Normas de los di-

versos países. En Austria por ejemplo el máximo tolerado en los agregados cuando el contenido de cemento en el hormigón excede de 350 Kg/m3, es decir, de un 0,7 % de SO,. En Alemania, en cambio, el contenido de SO, en los agregados para hormigón armado se limita en general a 1 %. Para prever el comportamiento de un mortero o de un hormigón ricos en sulfatos, es muy importante considerar si van a estar expuestos o no a humedecimientos sucesivos. La pasta de cemento con un elevado contenido de sulfatos, cuando no sufre humedecimiento alguno, no acusa expansión por concepto de yeso. Esto se debe a que no se dispone del agua necesaria para integración del sulfoaluminato cálcico que contiene muchas moléculas de agua. El error de mezclar el mortero de cemento Portland con yeso de Estucado (emplasto de París) a fin de que el enlucido se adhiera pronto y pueda ser puesto en servicio al cabo del lapso correspondiente a un sólo turno de trabajo, no produce frecuentemente daños posteriores ; pero si la superficie interna del enlucido se vuelve a humedecer, por ejemplo debido al vapor de agua condensada o si el revoque de la fachada se ha hecho de acuerdo con dicho procedimiento incorrecto, se presentarán consecuencias desastrosas. Las sales inorgánicas que no corresponden a compuestos del azufre, raramente se presentan como impurezas en los agregados. En las costas pueden encontrarse cloruros. También son de tomar en cuenta los nitratos que forman parte de los fertilizantes sintéticos. Estas sales (fácilmente solubles en el agua) mientras no exceden del 1 %, peso del cemento, no representan ningún peligro. En proporción mayor deben evitarse no tanto n calidad del hormigón, sino por el peligro que porque ~ e r j u d i ~ u ela implican en relación con la oxidación del acero de las armaduras. También en este caso debe considerarse si la construcción estará expuesta a la humedad en un grado mayor, o menor.

d)

Protección del hormigón contra el ataque químico

Las posibilidades de hacer más resistente el cemento Portland contra los agentes disoloentes mediante una modificación en su composición química, son limitadas. Podríamos ciertamente disminuir en la pasta de cemento endurecida aquella porción de hidrato cálcico que es fácilmente soluble, para esto bastaría reducir el contenido de silicato tricálcico, el cual durante su hidratación origina la mayor parte del hidrato cálcico; pero cualquier disminución exagerada en el contenido del silicato tricálcico reduciría excesivamente la energía de endurecimiento del cemento Portland, y por otra parte, no es sólo el hidrato cálcico libre el que está expuesto al efecto disolvente ; le siguen -aunque más lentamente-

la cal combinada que forma parte de los compuestos que integran el clinker.

Si no se desea recurrir a otros tipos de aglomerantes es preferible proceder por ((vía de compromiso)) y emplear un cemento Portland con contenido de cal más reducido ; pero en el cual la tendencia a un endurecimiento más lento, se compense hasta cierto punto con una molienda que proporcione mayor finura. Al mismo tiempo debe tenerse presente que la mayor protección del hormigón contra el ataque químico, es su propia densidad. Lo anterior es cierto para las sustancias que en el sentido estricto de la palabra presentan una acción disolvente perjudicial. Una substancia que se expansiona durante su transformación, se difunde a través del sistema capilar de la pasta de cemento y facilita el paso del agente agresivo y la disgregación subsiguiente. Esta fuerza no actúa en el ataque de los disoloentes en cuyo caso la importancia de la compacidad resulta ser determinante. Existe, sin embargo, un procedimiento para dar resistencia al hormigón contra los agentes disolventes, el tratamiento con vapor a presión; desgraciadamente no puede ser empleado en las estructuras de hormigón, sino sólo en los elementos prefabricados. En la sección correspondiente a la influencia de la temperatura, habíamos ya hablado del curado con vapor a presión. Los hidrosilicatos pobres de cal que se forman en presencia de la arena de cuarzo molida finamente y durante el tratamiento con vapor a presión, acusan una resistencia contra el agua pura y los ácidos débiles, que no puede lograrse con ningún otro aglomerante hidráulico obtenido por vía seca. Cuando se trata de aumentar la resistencia del cemento Port!and contra los sulfatos. es posible mediante una variación en la compcsición química obtener una resistencia notable. El ataque de los sulfatos que produce la formación del ((bacilodel cemento)) voluminoso, se dirige en primer lugar contra el aluminato tricálcico. Si la existencia de este compuesto en el cemento Portland se elimina o se reduce considerableniente. la resistencia aumenta en magnitud considerable. No presenta gran dificultad reducir o eliminar totalmente el contenido de aluminato tricálcico, de tal modo que toda la elúmina pasa al estado de ferro-aluminato-tetracálcico, compuesto que es bastante más resistente al ataque químico. En la manufactura del cemento esto se obtiene mediante la adición de óxido férrico a la mezcla cruda, en cantidad suficiente para obtener un módulo fundente aproximadamente de 0,65. Estos cementos especiales se conocen en Europa con el nombre de ((Cemento Ferrari)). La mayor resistencia del C,AF se atribuye a su capacidad para reaccionar con la sílice formando ((hidrogranates)). La fig. 34 muestra un grupo de curvas que representan la resistencia a los sulfatos en función del contenido de C,A en el cemento, y del de este último en el hormigón (kg/m3). E1 efecto del ataque de los sulfatos

se expresa mediante el número de años que han sido necesarios para producir una expansión de una milésima parte ( 1 O/c,) en un elemento d e hormigón sumergido e n agua natural extraordinariamente rica e n sulfatos (agua del lego c(Soáp Lake,, de los Estados Unidos d e América cuyo contenido d e sulfato sódico d a una concentración en SO,, 20 veces mayor que la que se obtiene en el agua saturada d e yeso. Considerando el hormigón con un contenido mínimo de cemento (250 kg/m3), se observa que cuando el cemento presenta un 12 0/ó de C,A, sólo se requiere un año para que se produzca la misma expansión que con cemento d e

4

5

6

7

0

9

1 0 1 1 1 2

ALUMINATO TRICALCICO (C3A )EN

%

Fig. 34: Ataque d e los sulfatos en función del contenido d e cemento en el hormigón y del contenido d e C,A en el cemento. Pruebas efectuadas con prismas d e

hormigón d e 8 x 8x40 cm.

C3A = 3 % se presenta al cabo de 9 años. La gráfica muestra muy claramente que mediante el empleo de un cemento Portland pobre en C3A, se mejora mucho más eficazmente la resistencia al ataque d e los sulfatos que con una relación a / c más baja (mezcla más rica en cemento: 420 kg/m3). Resulta también que mediante los cementos del tipo Portland resistente a los sulfatos s e pueden obtener aumentos más considerables en la resistencia del hormigón (a la acción sulfática), que con cementos comunes y mezclas con relación a / c más baja (mezclas más ricas). Es d e observar, sin embargo, que los cementos del tipo rejerido contienen una pequeña cantidad d e aluminato tricálcico, contrariamente al cemento

tipo Ferrari ccpuro]). Un hormigón compacto con una relación a / c comprendida entre 0,4 y 0,45, elaborado con cemento Portland tipo Ferrari resistirá perfectamente en la práctica, fuertes ataques de los sulfatos. Si se tienen ataques d e tal intensidad que no puedan resistirse mediante el empleo d e cementos o d e procedimientos d e construcción especiales, se recurrirá entonces a tratamientos superficiales del hormigón, con barnices protectores a base de bitumen o d e resinas sintéticas, o con revestimientos d e materiales cerámicos o plásticos. Una protección muy eficaz de la superficie se obtiene con los llamados c(fluatosi1 (fluosilicatos), que son compuestos de tlúor, sílice, magnesio, zinc y alúmina, solubles en agua, los cuales transforman el hidrato cálcico en fluoruro d e calcio insoluble en el agua (fluorita, fluorespasto) separando al mismo tiempo la sílice coloidal que funciona como impermeabilizante dentro de los poros d e la pasta de cemento. La capa protectora así formada es, sin embargo. de espesor reducido, pues a causa de su efecto impermeabilizante la solución obstruye su propio paso hacia las capas más profundas del hormigón. Este inconveniente se p e d e solucionar fácilmente tratando el hormigón con gas fluoruro d e silicio (SiF,) con el cual se obtiene prácticamente la misma transformación que con los fluatos con la ventaja d e que se p e d e variar a voluntad y según se ~ e q u i e r ael espesor de la capa protectora, para lo cual se regula oportunamente la duración del tratamiento y la presión del gas. El procedimiento anterior, conocido como ((tratamiento Ocrat~],produce una protección efectiva del hormigón contra los ácidos y al mismo tiempo aumenta considerablemente su resistencia. No es económico ni d e fácil aplicación, por lo cual se recomienda para elementos de hormigón de importancia especial.

11) Resistencia a las heladas La durabilidad del hormigón depende en gran parte d e su resistencia a los efectos producidos por ciclos de congelación y deshielo. Una variación constante d e humedad y desecación, con los movimientos consiguientes d e expansión y retracción, ciertamente puede también producir con el tiempo un debilitamiento en la estructura del hormigón. Una continua y considerable oscilación d e la temperatura resulta asimismo perjudicial, sobre todo cuando se emplean agregados cuyos coeficientes d e dilatación son diferentes. Sin embargo, esta influencia resulta mínima cuando se la compara con la fuerza destructiva del ataque de las heladas. El mecanismo d e este ataque sobre la pasta de cemento ha sido estudiado muy ampliamente. En principio se trata, naturalmente, del hecho d e que el volumen del agua al congelarse aumenta aproximadamente un 10 %. La pasta de cemento saturada d e agua de composición normal, cuando su temperatura desciende al punto de congelación sufre una expansión notable que tiende a producir una desintegración estructural proporcional a dicha expansión. El hielo no actúa propiamente como un ((explosivo)),sino más bien como un pistón que empuja el agua con la cual está en contacto y ejerce así una elevada presión hidrostática y causa una expansión en la estructura. Durante el deshielo la dilatación producida por el congelamiento se reduce notablemente, mas no completamente. Esta dilatación remanente es la señal más evidente del debilitamiento estructural ocurrido. Al presentarse una nueva saturación d e agua, las pequeñísimas grietas se llenan con agua y de este modo el ataque ejecutado por un nuevo ciclo de congelación aumenta su eficacia. y así sucesivamente hasta que se alcanza la destrucción total. La importancia del ataque del hielo depende del porcentaje de agua congelable presente e n la pasta d e cemento. Naturalmente que el agua químicamente combinada (W,) se considera como no congelable, así como el hidrogel cuya temperatura d e congelación es extremadamente baja debido a la fuerte combinación a que está sujeto. Dentro de las temperaturas que se encuentran e n la práctica, sólo el agua capilar debe considerarse como congelable.

El agua alojada e n los capilares no es pura, sino que está constituida por una solución acuosa que contiene especialmente hidrato cálcico y álcalis. La temperatura d e congelación en dicha solución no es

d e O" C. sino d e -lo C aproximadamente. Por otra parte, el agua capilar de la pasta d e cemento está sujeta a tensión superficial, que será tanto más intensa cuanto más delgados sean los conductos de la red capilar. Por lo antes expresado, en primer lugar se congelará el agua contenida en los conductos capilares más gruesos y sólo al presentarse un ulterior descenso de la temperatura se la congelación del agua contenida en los conductos más finos. El congelamiento motivado por la disminución progresiva d e la temperatura puede observarse mediante el registro continuo de la dilatación producida por el hielo en la pasta d e cemento, según puede

-24 -20 -16

-12 -8

-4 200

TEMPERATURA en OC

Fig. 35: Variaciones de longitud en pasta de cemento (a/c=0.65)

(cuyo grado de hidratación ha progresado considerablemente), durante un ciclo de congelación y deshielo.

verse en la fig. 35. Obsérvese c-ómo en un principio la dilatación se presenta rápidamente, y después se hace más lenta hasta que a -25' C presenta un valor aproximado de 1,6 mm/m. Al presentarse el deshielo, 113 d e dicha dilatación se conserva como ((dilatación permanente por eFecto del hielo]]. Dijimos ya que prácticamente sólo el agua capilar de la pasta d e cemento es la que puede congelarse ; d e esto se deduce que si empleamos una relación a / c inferior a 0.4 (aproximadamente), debemos obtener un material resistente a la congelación. En efecto. en nuestras consideraciones referentes a las condiciones d e porosidad d e la pasta d e cemento habíamos visto que si la relación a/c es d e 0,4, o menor, al alcanzar su endurecimiento completo no queda e n ella remanente alguno de agua capilar.

Las investigaciones de Laboratorio han demostrado la resistencia a las heladas que presenta este tipo de mezclas. Sin embargo, en la práctica se encuentran condiciones distintas: el fenómeno de la exudación en estas mezclas con relaciones a / c inferiores a 0,4, puede motivar enriquecimientos de agua locales, en los cuales se tienen relaciones a / c más elevadas. Como se había antes expresado la relación irreversible motiva la formación de capilares que bajo el efecto de varios ciclos de saturación de agua pueden constituir sitios iniciales al ataque de las heladas. Considerando estas condiciones de susceptibilidad de la pasta de cemento al ataque del hielo, se impone el preguntar cómo las construcciones de hormigón pueden resistir por décadas el ataque de las heladas y la exposición a frecuentes humidificaciones. Sin embargo, no se debe olvidar que nuestras consideraciones se refieren sólo a la pasta de cemento saturada de agua, y que, afortunadamente, no es fácil saturar por completo la pasta de cemento, o sea impregnar el hormigón de tal modo que no quede vacío espacio alguno, que pueda después servir de alojamiento a los aumentos de volumen que se presentan durante la helada. En la Sección sobre el Curado del hormigón habíamos expresado lo difícil que es impedir por completo la evaporación del agua de amasado, y que se debe tener en cuenta que aunque esto se logre en forma perfecta, se producirán espacios huecos motivados por la autodesecación proveniente de la contracción correspondiente a la combinación química del agua. El cálculo demuestra que -a menos que el endurecimiento se efectúe bajo el agua- la autodesecación crea en el hormigón fresco espacios vacíos en tal magnitud que a la edad de unos cuantos días pueden soportar sin sufrir daño los efectos de la helada. No obstante que el ataque de las heladas sobre el hormigón ha constituido un problema (por ejemplo, y desde hace mucho tiempo, e n la construcción de presas en regiones de elevación considerable y en la de pavimentos de hormigón), no ha sido sino hasta los 3 últimos lustros cuando se ha conocido que la inmunización de la pasta de cemento en contra del efecto de las heladas puede efectuarse fácilmente incluyendo artificialmente en el hormigón vacíos de aire en volumen suficiente. Se dispone ahora de un número considerable de adiciones oclusoras de aire (((aireantes))).las cuales han sido bien experimentadas. que facilitan la inclusión dentro del hormigón de partículas de aire finamente subdivididas que protegen la pasta de cemento en contra de la acción de las heladas. La eficacia de estas partículas d e aire, en forma de pequeñísimas esferas, se basa en que 4 diferencia de lo que se tiene en el caso d e los conductos capilares- no se llenan de agua ni aun en el caso de

una humidificación intensa. Lo importante es que con la ayuda de estas adiciones se producen diminutos espacios vacíos donde puede alojarse el agua congelada, y que por otra parte se conserva en el mínimo posible la inevitable reducción en resistencia motivada por la formación de dicho espacio hueco, cuyo contenido óptimo es aproximadamente de un 5 % en relación con el volumen total del hormigón.

El porcentaje de vacíos indicado es mucho más elevado que el correspondiente al espacio necesario para alojar toda el agua congelada, que aproximadamente es de sólo un 1 % en volumen. El exceso recomendado (5 %) corresponde no sólo al volumen neto requerido, sino que incluye el factor distancia entre los poros individuales y presenta un coeficiente de seguridad en contra del efecto de las heladas. Los poros de aire (aire ocluido) deben estar suficientemente próximos uno al otro a fin de proporcionar al agua congelada una fácil ((salida de seguridad>],antes d e que la presión interna que aquélla motiva haya producido la destrucción de la estructura. Se calcula que la distancia entre cualquier punto de la pasta d e cemento al poro más cercano no debe exceder de 0,25 m m ; este requisito sólo puede satisfacerse mediante la inclusión de pequeñísimos vacíos. Las relaciones de magnitud entre los huecos de aire que se pueden lograr mediante las adiciones oclusoras ai aire antes^^) son d e un orden d e 5 % d e vacíos totales para poder obtener un 1 % d e finísimos conductos de carácter activo. Esto se confirma mediante experimentación. Si se vibra intensamente un hormigón con 5 % de aire ocluido, de modo de dejar un remanente de sólo 1 %, el hormigón así tratado resulta aún resistente a las heladas. Las esferas de aire de mayor diámetro son expulsadas por efecto del vibrado en tanto que los poros pequeñísimos -activospermanecen alojados dentro del hormigón. Si se observa el movimiento volumétrico de una pasta de cemento inmunizada mediante el aire ocluido, se obtienen resultados (fig. 36) que totalmente se diferencian de aquellos representados en la Gráfica número 35. Terminada la expansión se inicia una contracción. cuya magnitud supera a la que teóricamente correspondería al efecto del enfriamiento. No podemos ahora explicar detalladamente este interesante proceso que se relaciona con una deshidratación ~ a r c i a l del gel d e cemento. Es suficiente hacer observar que después del deshielo se recupera el volumen original del hormigón afectado y que en ningún caso se excede el propio volumen, o sea que no hay ctescurrimiento~> alguno d e la estructura. A primera vista un 16 C/o de aire ocluido parece ser excesivamente elevado; pero si se considera que la pasta d e cemento representa aproximadamente sólo una cuarta parte del volumen del hormigón, se tiene que lo anterior equivale a un valor norma1 d e 4 % d e aire ocluido en el hormigón.

La eficacia de la adición de aire se muestra claramente en la fig. 37. Como ordenadas se indica el número de ciclos de congelación y deshielo necesarios para afectar las probetas de hormigón de tal modo que su módulo de elasticidad original se reduzca a la mitad. Estas probetas de hormigón se hicieron con cementos Portland de composiciones y de origen muy diverso. Se observa cómo aumentando el porcentaje de aire ocluido la resistencia del hormigón a las heladas aumenta rápidamente. La influencia de la composición del cemento sobre la resistencia a las heladas. resalta más claramente en esta Gráfica. El pequeño rec-

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TEMPERATURA en C

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Fig. 36: Variaciones de longitud en pasta de cemento igual a la de la fig 35, pero conteniendo un 16 % de aire ocluido en volumen.

tángulo inmediato al origen de las coordenadas incluye aquellos hormigones en los cuales no se empleó adición ((aireanten. Una d e un orden ligeramente mayor de 1 % representa aire grueso (aire entrampado, espacios mayores incluidos en el hormigón durante las maniobras naturales : mezclado, transporte, acomodo, etc.). Dentro d e dicho rectángulo se encuentran representadas probetas d e hormigón en las cuales los primeros ciclos d e ataque por hielo han producido un fuerte daño, en tanto que -dentro de la ~ r o p i azona- los hormigones hechos con cementos de mejor calificación han resistido hasta 150 ciclos d e congelación y deshielo. Las causas que motivan estos distintos comportamientos del cemento no son aún conocidas; no obstante esto, este ~ r o b l e m a ha merecido ser estudiado intensamente con la esperanza d e esclarecer el conocimiento de la estructura d e las pastas d e cemento en función de la composición del cemento.

Sin embargo, desde un punto de vista práctico, no tiene importancia el que uno u otro cemento haya demostrado mayor o menor resistencia a las heladas, pues sin la oclusión de los poros de aire, ninguna pasta de cemento saturada de agua es suficientemente resistente a las heladas; en tanto que con oclusión de aire apropiadamente dosificada todas ellas resisten el efecto indicado.

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CONTENIDO DE AIRE E N Oo / Fig. 37: Influencia del porcentaje de aire ocluido sobre la resistencia a las heladas, en hormigones hechos con cementos de diferentes tipos.

El problema de la resistencia a las heladas en la pasta de cemento puede considerarse como resuelto; pero no así el que atañe al concepto agregados inertes. Al respecto, se requiere una primera selección bien precisa, pues, desgraciadamente, no es posible ocluir aire en los agregados, y existen algunos tipos de roca que de por sí. a causa de 6u estructura, son susceptibles al efecto de las heladas.

Nuestro tratado sobre el tema de la resistencia a la congelación no debe terminar sin antes haber revisado, aunque sea someramente, el problema de la resistencia al efecto de las sales rcanticongelantes)).

LOSdaños debidos a estas sales se producen, como es bien sábido, a través de los años y sobre los pavimentos de hormigón en los cuales se acostumbra combatir la formación del hielo extendiendo sal común (NaCl), o bien cloruro cálcico, o algunas otras sales. Hasta hace poco tiempo no se sabía si se trataba de ataques físicos o químicos sobre el

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ATAQUE

Fig. 38: Resistencia del hormigón al ataque de las sales empleadas para facilitar el deshielo, en función del % de aire ocluido y de la umadurezo del hormigón. Un número más alto en la Escala de Calificaciones corresponde a un mayor perjuicio sufrido por el hormigón.

hormigón. Ahora se considera más bien que se trata de un verdadero efecto de congelación, o más exactamente del efecto de una ctsolución refrigerada)).' El hielo cuya temperatura se encuentra cerca a cero, bajo la acción de la sal descongelante llega a alcanzar su fusión (deshielo) Este proceso moti-por ejemplo con la sal común (cloruro sódico)-. va un fuerte abatimiento de temperatura, de tal modo que la solución

acuosa de dicha sal alcanza una temperatura de unos -10 a 15 C-. En estas condiciones, el agua capilar del hormigón se congela rápidamente hasta cierta profundidad, y esto motiva la resquebradura de la superficie. Dado que los daños producidos por las sales ~(anticongelantesn se deben esencialmente a un efecto de congelación, se considera que el empleo de adiciones inclusoras de aire (((aireantes)))resulta a este respecto eficaz también (fig. 38).

IV. Cementos metalúrgicos La escoria d e alto

horno

La correcta definición de los cementos metalúrgicos es: mezclas finamente molidas de clinker Portland con escoria de altos hornos, y con yeso para regular el tiempo de fraguado. Si la mezcla contiene menos del 30 % de escoria, se le denomina (en Alemania, Francia y otros países europeos): cemento Ferroportland. Cuando el porcentaje de escoria es superior al 30 %, se le denomina cemento de altos hornos. La escoria de altos hornos se obtiene como subproducto en el alto horno donde se produce el arrabio.

El mineral férrico constituido en general por óxidos e hidroóxidos férricos, mezclado con coque, se somete en el alto horno a temperaturas cercanas a 1 C. El oxígeno del óxido férrico se combina con el CO producido por el coque y forma CO,, quedando una buena parte d e CO sin combinarse (este último se quema en las cámaras recuperadoras de calor). El hierro reducido así a metal, se recoge en forma líquida en el crisol inferior del alto horno. La escoria líquida de menor densidad flota sobre el hierro fundido. Dado que el mineral de hierro no está constituido sólo por compuestos de hierro y oxígeno, sino que viene acompañado por impurezas, es necesario licuar éstas para poder separarlas. Las impurezas están constituidas principalmente por sílice y alúmina. La temperatura de fusión de los compuestos de sílice y alúmina -por sí solos- es mucho más alta que la correspondiente a la d e fusión del hierro. Químicamente dichos compuestos son algo similares al ladrillo refractario sílico-aluminoso. Para facilitar su fusión se requiere introducir en el alto horno, junto con el mineral y el coque, cierta cantidad de caliza. De este modo se produce la fusión de la escoria que flota sobre el hierro fundido (cuya densidad es mayor). La escoria, tiempo en tiempofuera una vez licuada, puede ser extraída -de del alto horno, tal como se hace con el arrabio.

.a00

La ekoria de altos hornos es un material cuya constitución (sílicealuminatos-cálcicos) es similar a la del clinker de Portland. Después d e haber pasado por el proceso de extracción del hierro en el alto horno. es natural que casi no aparezca en la escoria óxido férrico alguno. El

contenido de óxido cálcico en la escoria es bastante menor que el que se tiene en el clinker de Portland. Si para ccescorificar)) se añadiese una proporción de cal igual a la que contiene el cemento Portland, no se obtendrían los resultados deseados, es decir, no se lograría una escoria fácilmente fusible; pues la composición más básica (con mayor % de cal) funde a más de 2.000" C (temperatura fuera de las posibilidades económicas del alto horno). La composición de la escoria de altos hornos depende de los componentes del mineral férrico y de los componentes secundarios en la caliza empleada como fundente. Naturalmente que para la operación del alto horno se preferirán las calizas de elevada pureza (alto contenido de Caco,). Esto con el fin de no introducir en el horno cantidades mayores de impurezas que requerirían a su vez escarificación ulterior. Por otra parte se emplean también con buenos resultados las calizas domíticas -ricas en magnesia- porque su influencia es favorable para la fusión de la escoria. De lo anterior se deduce que la composición de la escoria de altos hornos es muy variable. Los porcentajes de los componentes principales oscilan aproximadamente dentro de los límites siguientes: SiO, : 28 a 38

% ; Alzo,

:

8 a 18 % ; CaO

:

35 a

45 %

Además pueden presentarse porcentajes muy importantes de mag5 % aproximadanesia, cerca de un 16 % ; sulfuro de calcio -CaSmente ; óxido de manganeso -MnO-; óxido ferroso -Feo-; una pequeña proporción de hierro metálico y álcalis. L,a gran diversidad de los óxidos presentes al fundir la escoria, así como la continua variación de los porcentajes respectivos en cada caso, hacen que durante la cristalización de la escoria, cuando se le enfría lentamente, se formen minerales de composición muy variada. Cuando la escoria que contiene un % suficientemente alto de CaO, se enfría con lentitud, el único mineral que encontramos de los que aparecen también en el clinker de cemento Portland, es el silicato dicálcico (2 CaO . SiO,). Además se presentan otros cristales entre los cuales prevalecen los integrados por los 3 distintos óxidos: CaO, Si02 y Alzo,, vr. gr. : gehlenita (2 CaO . Alzo, . SiO,), anortita (CaO . Alzo, . 2 SiO,), y en presencia de magnesia: aquermanita (2 CaO . MgO . SiO,) y mervinita (3 CaO MgO . SiO,), minerales que aun cuando raramente se encuentran en la Naturaleza, su presencia en ella demuestra que no son atacables por el agua, es decir, que no pueden considerarse como aglomerantes hidráulicos, sino como materiales inertes. En efecto, la escoria de altos hornos cristalizada, enfriada lentamente. no es adecuada para la elaboración de los cementos metalúrgicos. Sólo

es apropiada cuando se le somete a un enfriamiento rápido, pues de este modo se evita la cristalización y se obtiene la textura vítrea, que es la requerida para lograr un material hidráulico activo, apropiado para la manufactura d e los cementos del tipo indicado. El enfriamiento rápido se logra mediante la brusca inmersión de la escoria fundida en el agua. El producto así vitrificado adquiere una textura arenosa, granular, por lo que se le llama escoria de altos hornos granulada o bien arena de escoria.

Reacción d e la escoria de altos hornos con el agua La escoria de altos hornos granulada (bruscamente enfriada con agua o aire para producir en ella una textura vítrea no cristalina), por sí sola reacciona tan lentamente con el agua, que no es posible considerarla como un aglomerante hidráulico autónomo. En cambio, en presencia del hidrato cálcico la reacción se efectúa prontamente, el tiempo de fraguado y el endurecimiento son similares a los que presenta el cemento Portland, aunque el progreso respectivo es más lento en el caso del cemento de escoria. Así pues. la escoria de altos hornos es designada como un material hidráulico latente, es decir, que su energía de endurecimiento la conserva oculta, no la manifiesta sino cuando se le añade un activador como el hidrato cálcico. Otros hidróxidos básicos fuertes, como por ejemplo las lejías o soluciones de sosa o potasa cáustica, también desencadenan el fenómeno de la hidratación en la escoria. Por este motivo suele decirse que tal fenómeno es una reacción alcalina. Hoy en día el proceso indicado se explica de la siguiente manera: La escoria en contacto con el agua (que no contenga otras sustancias) reacciona inicialmente con rapidez, pero bien pronto se p o d u c e una capa extremadamente densa de un gel rico en sílice que recubre los granos y prácticamente impide un acceso ulterior del agua hacia el centro d e los propios granos. La presencia de los hidróxidos básicos fuertes precitados contrarresta la formación del gel muy denso (protector superficial) y promueve la formación de un gel de estructura gruesa -abiertaque facilita la entrada del agua hacia el interior del grano de escoria, y por tanto permite que progrese el proceso de hidratación. La combinación química con el hidrato cálcico no se realiza sino posteriormente y en magnitud menor. Son, pues, los componentes disueltos en el vidrio que constituye la escoria, los que, mediante la absorción de agua, producen compuestos

hidratados similares a los que se forman en el caso cemento Portland, es decir, disilicato tricálcico y aluminato tricálcico, ambos hidratados. La diferencia consiste en que los productos hidratados procedentes d e la escoria no contienen hidróxido cálcico libre (tal como se presenta en el caso del cemento Portland). La razón por la cual la escoria cristalina no posee propiedades hidráulicas latentes, no ha sido aún esclarecida en forma definitiva. Sin embargo, puede afirmarse que la actioidad es mayor en las moléculas dispersas en la masa vítrea, que en aquellas que, por formar parte de una fase cristalina, ocupan posiciones bien determinadas. La energía latente en estas últimas es menor que la que se tiene en el estado vítreo. Todo lo que sabemos sobre la relación entre comportamiento al endurecimiento de la escoria vítrea de altos hornos y su composición química, no son sino sólo algunas reglas y fórmulas empíricas, vr. gr.: Que la capacidad de endurecimiento de estas escorias aumenta cuando es mayor su contenido de CaO y Alzo,. Un coeficiente para calificar la cualidad (hidráulica) de la propia escoria, es el valor ((FNproporcionado por la fórmula del investigador alemán F. Keil: CaO + CaS t 1 /2 MgO + Alzo,

F= SiO,

+ MnO

Las escorias susceptibles de un endurecimiento enérgico presentan un valor ((F))mayor de 1,5. Contrariam,ente a lo que se tiene en el caso del cemento Portland, que sólo admite bajos contenidos de magnesia, en la escoria vítrea se ha observado que la presencia de grandes porcentajes de MgO no sólo no es perjudicial, sino que puede ser benéfica. La fórmula de Keil atribuye a la magnesia un 50 % del efecto básico hidráulico correspondiente al óxido de calcio. En el cemento Portland el exceso de magnesia produce expansión, sobre todo si se encuentra en forma de cristales individuales (periclase) acumulados en sitios determinados, cuya hidratación y aumento de volumen motivan esfuerzos y compresiones acumulados localmente ; pero esto se evita cuando la MgO se encuentra disuelta -molecularmente- en la escoria vítrea. En el nu.merador de la fórmula de Keil que proporciona el ((valor Fn, figura el CaS, sulfuro cálcico. Este compuesto acompaña inevitablemente a la escoria de altos hornos, debido principalmente al azufre (contenido en el coque) que durante la operación del alto horno pasa a formar parte de la escoria. Por mucho tiempo el contenido de azufre en la escoria de altos hornos ha estado sujeto a reñidas controversias, especialmente en relación

con la posibilidad de que en ciertas condiciones la oxidación de los sulfuros produzca sulfatos, y consecuentemente expansión similar a la que el yeso origina. Actualmente y sobre la base de la experiencia a través de algunas décadas, se sabe que el CaS no se oxida en los hormigones hechos con cemento Portland -de escoria de altos hornos-, sino que este compuesto -gracias a su reacción alcalina- favorece el endurecimiento. El ligero olor de hidrógeno sulfurado que puede percibirse a veces en los cementos del tipo indicado y en el hormigón fresco hecho con ellos no tiene importancia alguna y desaparece a los pocos días.

Cemento Portland férrico y Cemento de altos hornos Durante el endurecimiento de estos cementos de escoria se producen dos distintas reacciones: una de ellas consiste en la hidratación del clinker de cemento Portland que por disociación produce cierta proporción de hidrato cálcico ; la segunda reacción consiste en la hidratación de la escoria granulada de altos hornos, actioada por la presencia del hidrato cálcico precitado ; el desarrollo de esta segunda reacción es lento comparado con el de la primera. Las características del cemento altos hornos Portland dependen de la proporción escoria/clinker: con menor contenido de escoria similar al que presenta el tipo Portland férrico se presentarán principalmente las características de un cemento Portland; en tanto que en el tipo (taltos hornos))sus propiedades específicas dependerán del porcentaje de escoria empleado. Sin embargo, dichas características no son tan específicas que sólo a base de pruebas de resistencia se pueda determinar si se trata de uno u otro tipo. En general puede decirse que los cementos con escoria endurecen más lentamente que los del tipo Portland, pero que las resistencias finales en ambos no son bien distintas. Comparados con los cementos del tipo Portland, los de escoria (metalúrgicos) presentan un menor calor de hidratación y un menor porcentaje de hidrato cálcico en los compuestos que producen al hidratarse. Debido a que el endurecimiento inicial de los cementos metalúrgicos es más lento, se necesita molerlos a finura más elevada que la de los cementos Portland, y en general esto motiva en los primeros una mayor contracción por resecamiento. El empleo de los cementos metalúrgicos se recomienda cuando una resistencia inicial elevada es menos importante que un bajo calor de hidratación, por ejemplo, en las construcciones masivas. Las curvas trazadas en la tig. 39 representan sólo un ejemplo del efecto precitado,

ya que el calor d e hidratación de la escoria d e altos hornos varía de acuerdo con su composición química, como sucede en el caso del cemento Portland. Además, los cementos metalúrgicos resisten mejor el ataque d e los agentes químicos que afectan especialmente al hidrato d e calcio. Por otra parte se debe tener presente que el hormigón hecho con cemento metalúrgico, a causa de su lento endurecimiento inicial, es más sensible a un resecamiento prematuro y que las bajas temperaturas re-

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Fig. 39: Desarrollo calórico, bajo curado en condiciones adiabáticas.

tardan SU endurecimiento en magnitud mayor que cuando s e emplea cemento Portland. En cambio en el primero los tratamientos térmicos producen resultados más beneficiosos, por ejemplo, el curado con vapor motiva un mayor aumento e n la resistencia inicial y eventualmente. una menor pérdida en la resistencia final. H a transcurrido mucho tiempo antes d e que los cementos metalúrgicos ~ u d i e r a nocupar un sitial entre los cementos normalizados equivalentes al tipo Portland. S e tuvieron que vencer muchos prejuicios, como aquellos basados e n que: la escoria es un pro'ducto d e desecho. Sin embargo, dichos prejuicios han sido ahora superados, se conocen ya los requisitos que d e por sí debe satisfacer una escoria apropiada para producir cementos metalúrgicos; se sabe que los productos d e la hidratación d e la escoria son prácticamente idénticos a los que tienen en el caso del cemento Portland, y se tiene la certeza basada en varias déca-

das de experiencia que los componentes secundarios de la escoria de altos hornos no deben hacernos temer inesperadas variaciones que perjudiquen la durabilidad de los cementos respectivos. El empleo de la escoria granulada no se limita a la manufactura e n fábrica de los cementos metalúrgicos. Pruebas exhaustivas han demostrado que mediante una adecuada elaboración en la propia obra: mezcla íntima en la hormigonera de escoria finamente molida -junto con yesoy cemento Portland, se obtiene un producto cuya calidad no es inferior a la del que se manufactura por molienda conjunta, en fábrica, de la ,escoria granulada con clinker Portland y yeso. Naturalmente el empleo d e los cementos mezclados en obra está sujeto al permiso de las autori.dades competentes. Otra variante de este procedimiento fue introducida por el belga Víctor Trief. Esta variante sólo puede emplearse en grandes obras como, por ejemplo, en la construcción de presas, o en las plantas de prefabricados de hormigón. La escoria granulada de altos hornos es remitida de las fundiciones de hierro en forma de arena gruesa que alimentada .en molinos de tubo. con adición de agua (vía húmeda) produce una lechada fina, la cual se introduce en la hormigonera, junto con el cemento .Portland y los agregados. Las ventajas de poder efectuar la molienda de la escoria en húmedo consisten sobre todo en que para lograr una elevada finura se requiere un menor consumo de energía eléctrica.

Cemento sobresulfatado

A principios del presente siglo, Kühl descubrió que la escoria de .altos hornos granulada puede ser activada para su endurecimiento hi.dráulico, no sólo mediante cal o cemento Portland, sino que también puede volverse susceptible de endurecimiento mediante una adición de yeso en cantidad aproximada de un 10 a 15 %. S'e necesitó que trans.currieran muchos años antes de que la idea de la actiuación sulfática .de la escoria de altos hornos pudiese aplicarse a escala industrial. Necesitábase vencer la desconfianza motivada por los malos resul-tados primeramente obtenidos con aglomerantes hidráulicos demasiado ricos en cal, necesitábase conocer cuál era la composición de la escoria particularmente adecuada para la activación sulfática, y, no menos importante. era necesario formarse una idea del mecanismo del endurecimiento. el cual en el caso del cemento sobresulfatado no permite esta-blecer un paralelo inmediato, o sea una comparación directa con la activación alcalina del proceso de hidratación de la propia escoria. Mientras e n los cementos metalúrgicos la sola presencia del hidrato de calcio es .suficiente para provocar la hidratación; en cambio en las reacciones

correspondientes al cemento sobresulfatado, la cal no interviene en cantidad apreciable, pues el endurecimiento se debe a una verdadera reacción a través de la cual el yeso se transforma en sulfoaluminato cálcico, cuyos cristales aciculares bien lejos de actuar como cibacilo)) (o levadura) del cemento (que produce la expansión por yeso) se comportan como valiosos agentes del propio endurecimiento. Las razones por las cuales esto así sucede, pueden explicarse e n forma similar a lo que acontece en el caso de la magnesia disuelta en la escoria vítrea: la expansión se produce mediante un proceso cctopoquímico)) -reacciones que dependen de la posición que ocupa la partícula afectada-. Un cristal de aluminato tricálcico que produce un enriquecimiento local en las soluciones inmediatas al propio cristal, reacciona principalmente en su mismo sitio con el yeso disuelto, transformándose en un producto de hidratación rico en agua de cristalización y que, por consiguiente, necesita ocupar un mayor espacio en su propia posición y motiva un efecto expansivo; pero con la alúmina disuelta e n la escoria vítrea no se produce naturalmente dicho enriquecimiento. El sulfoaluminato cálcico que se origina reduce la velocidad de la reacción, impide la formación, sobre el gránulo de escoria, de la primera. capa de gel impermeable y rica en sílice y hace así posible la sucesiva formación del hidrosilicato cálcico, cuya constitución corresponde a la que presenta en el cemento Portland y en el cemento metalúrgico, y q u e en el sobresulfatado debe considerarse también como el agente principal del endurecimiento. Además del hidrosilicato y del sulfoaluminato cálcico, la presencia del hidróxido de aluminio debe considerarse también dentro del conjunto endurecido correspondiente al cemento sobre-. sulfatado. La escoria de altos hornos adecuada para la fabricación del cemento. sobresulfatado se produce e n cantidades relativamente exiguas. El contenido de alfimina debe ser elevado de preferencia mayor del 15 %. Se. requiere también un contenido de CaO bastante elevado. En las plantas. siderúrgicas de la Europa Central las escorias que satisfacen estas condiciones no son excesivamente raras. Cuando los contenidos de los óxidos. precitados son bajos y se requiere aumentarlos, se ha podido con buen éxito, elevar artificialmente el % de alúmina contenido en la escoria, recurriendo, por ejemplo, a la arcilla roja, desecho de la elaboración de la bauxita, con abundante porcentaje de óxido férrico y con cierto contenido. d e alúmina. La manufactura del cemento sobresulfatado se obtiene mediante la. molienda de una escoria de altos hornos apropiada, junto con un 15 % aproximadamente de sulfato cálcico, en forma de yeso sin calcinar, piedra. d e yeso calcina o anhidrita natural. Para obtener un rápido endurecimiento inicial se necesita añadir un compuesto que contenga óxido cálcico, como el cemento Portland (un 2 %). La presencia del hidrato cálcica

en la primera etapa del endurecimiento es evidentemente necesaria, pues de otro modo se forma en primer lugar el estrato de gel precitado que obstruye la formación del sulfoaluminato. U pequeño porcentaje de clinker de cemento Portland (portador de cal) que el cemento sobresulfatado contiene, no debe hacernos pensar que impunemente podemos duplicar o emplear una mayor proporción de cemento Portland en el del tipo sobresulfatado, pues tal aumento sería peligroso -podría ocasionar expansión por yeso. Las características del cemento sobresulfatado son muy interesantes. Con una alta finura de molienda se obtienen resistencias elevadas, tanto la inicial como la final, sobre todo en lo que respecta a la flexotracción. No obstante este enérgico comportamiento en el endurecimiento, que no es inferior al del cemento Portland, más rico en cal, el calor d e hidratación del cemento sobresulfatado e s extraordinariamente bajo. Una elevada energía d e endurecimiento no implica necesariamente un alto calor d e hidratación. La resistencia al agua sulfurada es perfecta, lo cual era de esperar. También en contacto con el agua de mar el hormigón fabricado con cemento sobresulfatado se comporta magníficamente. Un inconveniente del cemento sobresulfatado es su tendencia al ccespolvoramiento», o sea el imperfecto endurecimiento d e una delgada capa superficial expuesta al aire. El anhídrido carbónico contenido en el aire disocia el producto de la hidratación proveniente d e la cal, afectando sobre todo al sulfoaluminato cálcico en su primer estado d e endurecimiento. Mediante algún procedimiento que impida que el anhídrido carbónico del aire entre en contacto con la superficie del hormigón hecho con el cemento sobresulfatado, s e puede evitar el inconveniente precitado. Según la experiencia del autor, se obtienen buenos resultados si sobre la superficie del hormigón fresco se aplica un compuesto líquido que permite depositar una película impermeable que impide la evaporación del agua, tal como frecuentemente viene ahora empleándose. Se puede también dejar transcurrir un mayor lapso antes de desenmoldar. y de este modo, y a través de la época crítica del endurecimiento inicial, proteger la superficie del hormigón en contra del anhídrido carbónico. Finalmente, se ha demostrado la utilidad de pintar dicha superficie con lechada de cal que constituye una película protectora, pues la cal se combina con el gas carbónico antes d e que éste pueda actuar sobre la superficie del hormigón. Las propiedades del cemento subresulfatado varían sensiblemente de acuerdo con las variaciones en la constitución de la escoria d e altos hornos. Por lo tanto, no han faltado fracasos que han obstruido el desarrollo del empleo de este tipo d e cemento; sin embargo, un pronóstico favorable sobre su futuro desarrollo es ya posible, a condición d e que a su manufactura y a la técnica de su empleo en la obra se le dediquen los cuidados que sus características preciosas requieren.

en la primera etapa del endurecimiento es evidentemente necesaria, pues de otro modo se forma en primer lugar el estrato de gel precitado que obstruye la formación del sulfoaluminato. El pequeño porcentaje d e clinker de cemento Portland (portador de cal) que el cemento sobresulfatado contiene, no debe hacernos pensar que impunemente podemos duplicar o emplear una mayor proporción de cemento Portland en el del tipo sobresulfatado, pues tal aumento sería peligroso -podría ocasionar expansión por yeso. Las características del cemento sobresulfatado son muy interesantes. Con una alta finura de molienda se obtienen resistencias elevadas, tanto la inicial como la final, sobre todo en lo que respecta a la flexotracción. No obstante este enérgico comportamiento en el endurecimiento, que no es inferior al del cemento Portland, más rico en cal, el calor de hidratación del cemento sobresulfatado es extraordinariamente bajo. Una elevada energía de endurecimiento no implica necesariamente un alto calor d e hidratación. La resistencia al agua sulfurada es perfecta, lo cual era de esperar. También en contacto con el agua de mar el hormigón fabricado con cemento sobresulfatado se comporta magníficamente. Un inconveniente del cemento sobresulfatado es su tendencia al ctespolvoramiento~~, o sea el imperfecto endurecimiento d e una delgada capa superficial expuesta al aire. El anhídrido carbónico contenido en el aire disocia el producto de la hidratación proveniente d e la cal, afectando sobre todo al sulfoaluminato cálcico en su primer estado de endurecimiento. Mediante algún procedimiento que impida que el anhídrido carbónico del aire entre en contacto con la superficie del hormigón hecho con el cemento sobresulfatado, se puede evitar el inconveniente precitado. Según la experiencia del autor, se obtienen buenos resultados si sobre la superficie del hormigón fresco se aplica un compuesto líquido que permite depositar una película impermeable que impide la evaporación del agua, tal como frecuentemente viene ahora empleándose. Se puede también dejar transcurrir un mayor lapso antes de desenmoldar, y de este modo, y a través de la época crítica del endurecimiento inicial, proteger la superficie del hormigón en contra del anhídrido carbónico. Finalmente, se ha demostrado la utilidad de pintar dicha superficie con lechada de cal que constituye una película protectora, pues la cal se combina con el gas carbónico antes d e que éste pueda actuar sobre la superficie del hormigón. Las propiedades del cemento subresulfatado varían sensiblemente de acuerdo con las variaciones en la constitución d e la escoria d e altos hornos. Por lo tanto, no han faltado fracasos que han obstruido el desarrollo del empleo de este tipo de cemento; sin embargo, un pronóstico favorable sobre su futuro desarrollo es ya posible, a condición d e que a su manufactura y a la técnica de su empleo en la obra se le dediquen los cuidados que sus características preciosas requieren.

V. Los cementos puzolánicos El conocimiento de las puzolanas está muy relacionado con el de las cales hidráulicas. L,as puzolanas pueden ser de origen natural o artificial, conteniendo sílice, la cual, aun a la temperatura ambiente, en contacto con el hidrato cálcico y en presencia de agua, puede combinarse con dicho hidrato para formar hidro-silicato-cálcico. Debe considerarse también que la eficacia de muchas puzolanas no proviene sólo de su sílice activa, sino que también coadyuva la alúmina activa que contienen y ,que forma aluminato-cálcico-hidratado. Las reacciones puzolánicas (combinaciones con el hidrato-cálcico) se van realizando a través del tiempo. Los productos que resultan son de naturaleza coloidal, similares a los que se originan en la hidratación del cemento Portland y en la de la escoria de altos hornos. El hidrato-cálcico que se libera durante la hidratación del cemento Portland se ha reconocido como un componente poco deseable dentro .del conjunto endurecido. El hidrato-cálcico no ayuda al desarrollo de la resistencia, sino en proporción probablemente reducida ; además, dicho compuesto representa un punto débil al ataque de las aguas puras y ácidas, y, finalmente, motiva la aparición sobre la superficie visible del hormigón de eflorescencias de aspecto desagradable. Natural es, pues, que se trate de eliminar o cuando menos disminuir estos defectos mediante la adición de puzolana al cemento Portland. Las ventajas del hormigón hecho con cemento y puzolanas se derivan del efecto fijador de la cal y no son siempre evidentes, debido a la naturaleza misma de la puzolana. La combinación de la cal con la sílice activa a la temperatura ambiente, se verifica sólo lentamente. Dicha comhinación se realiza tanto más pronto cuanto más pequeño es el tamaño de las partíciilas de sílice. Por ejemplo.. las diatomáceas (sílice fósil) forniadas por la acumulación de caparazones constituidos por sí!ice ainorfa finamente subdividida con supe~ficie específica muy alta. reaccionan rápidamente con la cal. Sin embargo, se ha demostrado que esta alta finura impide que estas portadoras de sílice puedan añadirse al cemento Portland en proporción elevada, pues en las mezclas de hormigó~iincrementan exageradamente la cantidad d e agua necesaria. Para la elaboración de un hormigón que pueda ser perfectamente compactado. se

requiere en dicho caso un aumento de la relación agua/cemento que reduce la mayor resistencia y densidad que deberían corresponder a la combinación de la puzolana con la cal. Se debe siempre tener presente que las puzolanas, ya sean de origen natural o artificial, contienen sólo compuestos activos en determinada O/o conproporción (contenido parcial de materia activa). El resto -un siderable en la mayor parte de los casos- funciona dentro del hormigón como polvo de relleno. Con las puzolanas no se pueden obtener mejoras impresionantes en las características del hormigón -como los que se logran, por ejemplo, con la combinación de la cal con la arena de cuarzo a elevadas temperaturas en autoclaves, o bien con el ácido fluosílico en el procedimiento c(Ocrat11. Las características de la puzolana son muy diversas, según su origen. Esto se refiere no sólo al contenido de porción activa, sino a todo el conjunto: constitución química y física, que suele variar mucho (tanto como la gama de colores que la naturaleza nos presenta); por tanto s e debe renunciar a obtener valores verdaderamente significativos mediante su solo análisis químico. En general la sílice constituye más de la mitad del peso de la puzolana, el resto está constituido por alúmina, cuya proporción es mayor que la que presenta el óxido férrico, y el contenido de este último es a su vez algo mayor que los correspondientes a los óxidos de calcio y magnesio. El contenido de álcalis en la puzolana es frecuentemente alto (cerca del 4 %), así como también la pérdida por calcinación, que es debida al agua absorbida o a la combinada químicamente. lnfortunadamente no existe por ahora un procedimiento químico verdaderamente eficaz para la determinación de la actividad de una puzolana. Ni el ataque con ácido clorhídrico, ni la determinación de la sílice y de la alúmina solubles en una solución de sosa cáustica, nos permiten prever en forma segura cuál será la actividad real que la puzolana desarrolle. De ahí que sea preferible un método práctico, basado en la determinación de la resistencia de mezclas d e puzolana con cal, o bien con cemento Portland. En todo caso conviene hacer pruebas testigo empleando mezclas similares de cal o de cemento Portland con alguna sustancia inerte cuya finura sea igual a la de la puzolana, por ejemplo, polvo de cuarzo. Se puede así comparar el endurecimiento en ambas mezclas y los efectos de la supuesta puzolana y el del material inerte. Los métodos de prueba para determinar las resistencias respectivas pueden ser precisamente los de la norma de cemento (morteros), o bien elaborar directamente cilindros de hormigón. Para evitar errores se necesita determinar de igual modo el contenido de agua, tanto en la mezcla

puzolánica como en la testigo. El grado de trabajabilidad deberá ser igual en ambas mezclas. De otro modo los resultados serán equivocados y optimistas, pues las mezclas puzolánicas resultarán en general de consistencia bastante más seca y darán en las pruebas resistencias mejores que las que permitirán obtener en las propias obras. Entre las puzolanas naturales más notables se tienen: el trass alemán de la Renania (que se encuentra también en Baviera y en Austria), la puzolana de Santorín, en Grecia, y la de pozzuoli, en el Golfo de Nápoles, lugar de donde se deriva el nombre de estos importantes aditivos hidráulicos. Se trata en estos casos de productos de la desintegración de las masas de erupción volcánica, mientras que la gaize, en Francia, representa una roca estratificada (sedimentaria) constituida principalmente por sílice gelatinosa. Por lo que se refiere a las puzolanas artificiales, ha alcanzado importancia mayor el empleo (iniciado en los E.U.A.) de las cenizas volantes (fly-ash). El creciente uso del carbón pulverizado, sobre todo en la operación de grandes plantas termoeléctricas. deja en las instalaciones para remover el polvo, grandes cantidades de cenizas en polvo. Dadas su composición química y su procedencia térmica, estas cenizas son similares a las masas naturales de erupción volcánica y se comportan en la práctica como buenas puzolanas. Para poder emplearlas se requiere uniformidad de composición y reducido contenido de sustancias perjudiciales al hormigón, incluyendo entre éstas el carbón sin quemar. Similarmente a la escoria de altos hornos granulada finamente molida, también el trass finamente molido suele a veces añadirse a las mezclas de hormigón en las propias obras. Con el fin de obtener resultados óptimos, conviene emplear equipos que produzcan una intensa acción de m~ezclado. Las normas alemanas fijan límites para que en la obra sólo se añadan ciertas proporciones de trass; relacionados dichos límites con el contenido mínimo de cemento que se estipula. Por ejemplo. la adición de trass reemplazando hasta un máximo de 20 % del contenido de cemento podrá realizarse sólo en el caso de que el contenido mínimo de cemento Portland en la mezcla de hormigón sea de 240 kg/m3. Los valores antes indicados no son de aplicación en el caso de que se empleen cementos con escoria (metalúrgicos), pues debe evitarse que a la porción de cemento Portland contenida en el hormigón se le exija un rendimiento exagerado. En realidad y en último análisis, la puzolana debe su endurecimiento a la acción del hidrato-cálcico proveniente de la hidratación del cemento Portland. La mezcla de tres componentes (cemento Portland. escoria de altos hornos y puzolana) se elabora ya en algunas plantas a escala indus-

trial. Especialmente en Francia este tipo de cementante, combinado con un contenido más elevado de yeso, se está estudiando científicamente. Uno de los más importantes campos de empleo del cemento puzolánico está en las construcciones sujetas al ataque de agentes químicos. Una buena puzolana puede aumentar notablemente la resistencia del hormigón a este tipo de ataque. Particularmente para las construcciones marítimas y sobre todo en las costas del Mediterráneo se ha empleado el cemento puzolánico con muy buenos resultados. Un ulterior campo de empleo está representado por las construcciones de hormigón en masa, pues el uso de puzolana motiva una reducción en el calor de hidratación. No obstante que el proceso de la combinación de la cal con la puzolana va acompañado de un desarrollo de calor, la cantidad generada es comparativamente insignificante ; esta calificación es de aplicación especialmente si no se toma en cuenta el desarrollo de calor a largo plazo (es decir, el que se produce muy gradualmente por la reacción cal-puzolana, y que se va distribuyendo a través de un largo espacio de tiempo). Finalmente, los cementos puzolánicos son recomendables también en los casos en que la eliminación de las eflorescencias es de mucha importancia. Es difícil explicarse esta cualidad positiva de la puzolana atribuyéndola sólo al efecto de su combinación con la cal, pues la reducción de la concentración de la cal contenida en el agua de los conductos capilares del hormigón se efectúa con demasiada lentitud para poder impedir la formación de las eflorescencias. Esto nos obliga a pensar en que la acción benéfica precitada se debe más bien a un efecto físico: la puzolana, rica en partículas de pequeñísimo tamaño, obstruye en el hormigón fresco la formación de conductos capilares de diámetro mayor, y de este modo disminuye la velocidad del movimiento del agua (salida) hacia las superficies del hormigón, que de otro modo serían afectadas por el feo aspecto de la eflorescencia.

VI. Cemento aluminoso Cuando en el año 1913 se emprendió la fabricación de este tipo de cemento, de acuerdo con la patente del francés Bied, s e pensó que los más brillantes sueños sobre cementos se habían ya hecho realidad. Un cemento que a las 24 horas adquiría una resistencia que el del tipo Portland no alcanzaba aún en 4 semanas; aparentemente inmune a los ataques químicos que más tarde o temprano destruyen al cemento Portland; un cemento que alcanzaba una alta resistencia con relación aguacemento relativamente elevada. y que por esta razón permitía (sin perjuicio de la resistencia) emplear mezclas de mayor trabajabilidad. Estas eran las ventajas que parecían suficientes para justificar en muchos casos el precio elevado del nuevo cemento, aproximadamente el triple que el del cemento Portland.

Composición químico El cemento aluminoso está constituido fundamentalmente no sólo por los aluminatos cálcicos (ricos en cal) -que habíamos ya conocido como un componente no siempre deseable en el cemento Portlandsino también por aluminatos con reducido contenido de cal. La composición química del cemento aluminoso no está restringida a límites tan estrictos como los que se tienen en el caso del clinker Portland. Como valores límites se pueden señalar aproximadamente:

SiO, A1203 CaO Fe203 Fe0

06 44 % 44 %

3a11

35 a 35 a 4 a 12 ?& Oa100/:

De acuerdo con el contenido de cal en la mezcla cruda. el cemento aluminoso contiene principalmente aluminato monocálcico (CaO . A1,O3), alminatos pobres (CaO . 2 A1,0,) o ricos en cal (12 CaO . 7 A1.0,). La sílice puede estar combinada en forma de silicato dicálcico, pero puede presentarse también en combinaciones de cal y alúmina, o de

cal, alúmina y óxido férrico; en pocas palabras, la constitución del clinker del cemento aluminoso es aún más complicada, variable y compleja que la composición mineralógica del cemento Portland, por lo cual los análisis sólo pueden dar puntos de referencia aproximados.

Elaboración Para la fabricación del cemento aluminoso no se emplean margas y arcillas similares a las usadas en la manufactura del cemento Portland, pues aún las arcillas muy ricas presentan un contenido de alúmina demasiado bajo, y un contenido de sílice demasiado alto. Es necesario recurrir a caliza d e alto contenido en cal, y a bauxita -material relativamente escaso y por lo mismo costoso-. La mezcla de una y otra en la proporción requerida para el cemento aluminoso presenta una temperatura de fusión relativamente baja -aproximadamente a la fusión1.500 a 1.600" C. El intervalo de c