COMPOSICION QUIMICA DEL CEMENTO PORTLAND BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE PUEBLA TECNOLOGIA DEL CONCRETO COMPOSICION QUIMICA DEL CEMENTO PORTLAND Bárbara Aura Vázquez Torres

 Por ser el cemento el componente mas activo del concreto, y teniendo en cuenta que todas las propiedades del concreto dependen de la cantidad y tipo de cemento a usarse es que la selección y una adecuada dosificación son muy importantes.   El cemento Portland no es un compuesto químico simple, sino que es una mezcla de muchos compuestos. Cuatro de ellos conforman el 90% o más de el peso del cemento Pórtland y son: el silicato tricálcico, el silicato dicálcico, el aluminato tricalcico y el aluminio ferrito tetracálcico. Además de estos componentes principales, algunos otros desempeñan papeles importantes en el proceso de hidratación

Las materias primas constituyentes del cemento son principalmente cal, sílice, alúmina y oxido de hierro. Durante el proceso de producción del cemento estos compuestos interactúan para luego formar una serie de productos más complejos (silicatos cálcicos, aluminatos cálcicos y ferritos) que alcanzan un estado de equilibrio químico, con la excepción de un residuo de cal no combinada la cual no ha tenido suficiente tiempo para reaccionar esta es denominada como cal libre. Las materias primas para la producción del Portland son minerales que contienen: óxido de calcio (44%) óxido de silicio (14,5%) óxido de aluminio (3,5%) óxido de hierro (3%) óxido de manganeso (1,6%)

La mezcla es calentada en un horno especial, constituido de un inmenso cilindro (llamado kiln) dispuesto horizontalmente con una ligera inclinación, y rodando lentamente. La temperatura crece a lo largo del cilindro hasta llegar a aproximadamente 1400°C; la temperatura es tal que hace que los minerales se combinen pero no se fundan o vitrifiquen. Los dos silicatos de calcio, los cuales constituyen cerca del 75% del peso del cemento Pórtland, reaccionan con el agua para formar dos nuevos compuestos: el hidróxido de calcio y el hidrato de silicato de calcio. Este ultimo es con mucho el componente cementante mas importante en el concreto. Ya que produce las propiedades ingenieriles del concreto, fraguado y endurecimiento, resistencia y estabilidad dimensional principalmente depende del gel del hidrato de silicato de calcio. Es la medula del concreto. El cemento obtenido tiene una composición del tipo:  64% óxido de calcio 21% óxido de silicio 5,5% óxido de aluminio 4,5% óxido de hierro 2,4% óxido de magnesio 1,6% sulfatos 1% otros materiales, entre los cuales principalmente agua.

Cementos de Portland especiales Los cementos de Pórtland especiales son los cementos que se obtienen de la misma forma que el Pórtland, pero que tienen características diferentes a causa de variaciones en el porcentaje de los componentes que lo forman. Portland férrico Esto significa que este cemento es muy rico en hierro. En efecto se obtiene introduciendo cenizas de pirita o minerales de hierro en polvo. Por este motivo estos cementos son particularmente apropiados para ser utilizados en climas cálidos. Puesto que la cal libre es el componente mayormente atacable por las aguas agresivas, estos cementos, conteniendo una menor cantidad, son más resistentes a las aguas agresivas.   Cementos blancos Estos contienen por lo tanto un porcentaje bajísimo de oxido de hierro.  EI color blanco es debido a la falta del hierro que le da una tonalidad grisácea al Portland normal y un gris más obscuro al cemento ferrico. La reducción del Fe2O3 es compensada con el agregado de fluorita (CaF2) y de criolita (Na3AlF6), necesarios en la fase de fabricación en el horno.

55-70% de clinker Portland 30-45% de puzolana 2-4% de yeso  Cemento siderúrgico La puzolana ha sido sustituida en muchos casos por la ceniza de carbón proveniente de las centrales termoeléctricas, escoria de fundiciones o residuos obtenidos calentando el cuarzo. Estos componentes son introducidos entre el 35 hasta el 80%.  Cemento puzolánico Se denomina puzolana a una fina ceniza volcánica que se extiende principalmente en la región del Lazio y la Campania, su nombre deriva de la localidad de Pozzuoli, en las proximidades de Nápoles, en las faldas del Vesubio. Un cemento puzolánico contiene aproximadamente: 55-70% de clinker Portland 30-45% de puzolana 2-4% de yeso

El cemento aluminoso tiene la siguiente composición de óxidos: El cemento aluminoso se produce a partir principalmente de la bauxita con impurezas de óxido de hierro (Fe2O3), óxido de titanio (TiO2) y óxido de silicio (SiO2). El cemento aluminoso tiene la siguiente composición de óxidos: 35-40% óxido de calcio 40-50% óxido de aluminio 5% óxido de silicio 5-10% óxido de hierro 1% óxido de titanio