RESUMEN:
La hidratación del cemento es el proceso mediante el cual este material, al mezclarse con el agua, reacciona y empieza a generar enlaces o estructuras cristalinas, que lo convierten en un material aglutinante. Los componentes principales del Clinker son: el silicato tricálsico (C3S), silicato dicálsico (C2S), aluminato tricálsico (C3A), ferro aluminato tetracálsico (C4AF), oxido de magnesio (MgO), Cal libre (CAO) y sulfatos de Álcalis.
La composición anteriormente relacionada va en orden de mayor a menor proporción dentro del Clinker. Todos ellos se pulverizan conjuntamente con el yeso y otras adiciones que le proporcionan características particulares en cuanto a su color, fraguado y progreso en las resistencias a la compresión. Cada uno de los constituyentes tiene diferentes comportamientos en cuanto a generación de calor de hidratación, fraguado y su reacción ante la presencia de agua. Las reacciones químicas aunque son muy complejas las podemos describir de una manera relativamente sencilla observando el gráfico adjunto por etapas que van desde los minutos iniciales de la reacción química a los días siguientes.
La reacción química inicial la efectúa el C3S, también denominada fase Alita, que además de aportar la mayor resistencia mecánica desarrolla un mayor calor de hidratación, fragua rápido y afecta la resistencia inicial.
El C2S, denominada fase belita desarrolla su resistencia lentamente con la acción del agua, por lo cual su calor de hidratación en más bajo y su resistencia a compresión se empieza a desarrollar a los 7 días. El aporte en cuanto a resistencia mecánica de los otros componentes del clinker, como el aluminato tricálsico y el ferro aluminato tetracálsico es relativamente poco significativo. A continuación se muestra cómo es el desarrollo de las resistencias de cada componente:
Cada una de estas reacciones son afectadas también considerablemente con el aumento de la temperatura, de lo anterior el mayor cuidado que se requiere cuando se elaboran concretos en climas cálidos, con el fin de tener controlado el desarrollo del calor de hidratación.
En el siguiente gráfico se muestra el calor de hidratación que desarrolla cada uno de los componentes del Clinker:
Como se puede apreciar en el gráfico anterior el mayor aporte de calor a la reacción química lo hace el aluminato tricálsico y en segundo lugar el silicato tricálsico (alita), sin embargo en los primeros 10 a 15 minutos de la reacción el aporte calorífico lo realiza el silicato tricálsico.
En el siguiente gráfico se puede evidenciar el grado de hidratación de cada uno de los componentes del Clinker en porcentaje con el trascurso de los días:
Nota aclaratoria de responsabilidad: Las observaciones contenidas en este documento son de carácter informativo y deben ser aplicadas y/o evaluadas por el constructor o usuario solamente en caso de considerarlas pertinentes. Por lo tanto, estas observaciones no comprometen a Argos, a sus filiales o a sus subordinados.
Las reacciones químicas aunque son muy complejas las podemos describir de una manera relativamente sencilla observando el gráfico adjunto por etapas que van desde los minutos iniciales de la reacción química a los días siguientes.
CONCLUSIÓN
Tanto el endurecimiento y el fraguado del concreto son el resultado de procesos químicos y físicos entre el cemento y el agua, de modo tal que como se explicaba anteriormente el proceso de hidratación es de vital importancia y para poder entender los procesos químicos que determinan el fraguado del cemento, es necesario estudiar la hidratación de cada uno de los minerales de clínker por separado.
