Materiales de Construcción, desde la ciencia hasta su aplicación.

05- HORMIGÓN

Aspectos fundamentales de la química del cemento

La química del cemento es un campo im portante en la ingeniería civil, ya que el ce mento es un componente esencial en la fabricación del hormigón, uno de los mate riales de construcción más utilizados en el mundo. Aquí se presentan los aspectos cla ve de la química del cemento (Pero-Sanz, 2006): 1. Composición del Cemento: El cemento Portland, el tipo más común de cemento utilizado en la construcción, está compuesto principalmente de clínker de ce mento, yeso y otros aditivos. El clínker es una mezcla de minerales, principalmente silica tos y aluminatos de calcio, que se obtiene al calentar una mezcla de piedra caliza, arcilla y otros materiales en un horno a altas tem peraturas. La reacción química principal que ocurre en el horno es la descomposición de la piedra caliza en cal viva (óxido de calcio, CaO) y dióxido de carbono (CO ₂ ). 2. Reacciones de Hidratación: Cuando el cemento Portland se mezcla con agua en la fabricación de hormigón, se pro duce un proceso de hidratación. Durante la hidratación, los compuestos del cemento reaccionan con el agua para formar pro ductos químicos que le dan al hormigón su resistencia y durabilidad. Las reacciones de hidratación más importantes incluyen: • Hidratación del silicato tricálcico (C ₃ S): Este compuesto reacciona rápidamente

con el agua para formar gel de silicato de calcio hidratado (C-S-H) y iones de calcio (Ca² ⁺ ). • Hidratación del silicato dicálcico (C ₂ S): El C ₂ S también forma C-S-H y iones de cal cio durante la hidratación, aunque su reac ción es más lenta que la del C ₃ S. • Hidratación de aluminatos de calcio (C ₃ A): Los aluminatos de calcio reaccionan con el agua para formar etringita y monosulfato de calcio. Estos compuestos contribuyen a la resistencia temprana del hormigón. 3. Propiedades del C-S-H: El gel de silicato de calcio hidratado (C-S-H) es uno de los productos más importantes de la hidratación del cemento. Es una fase amorfa que llena los espacios entre las par tículas de cemento y agregados, proporcio nando cohesión al hormigón. La cantidad y calidad del C-S-H influyen en la resistencia y durabilidad del hormigón. 4. Expansión y Contracción: Durante la hidratación, el hormigón puede experimentar expansión y contracción. La expansión inicial se debe a la formación de productos de hidratación, mientras que la contracción posterior puede ocurrir debido a la pérdida de agua. Estos cambios dimen sionales son fundamentales para el diseño

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