Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

aluminoferrita de calcio

Microfotografía (0,11 mm) de una sección pulida de clinker que muestra tetra-calcio aluminoferrita ( C 4 AF ) (blanco) y aluminato tricálcico ( C 3 A ) (gris) ocupando el espaci...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita
Microfotografía (0,11 mm) de una sección pulida de clinker que muestra tetra-calcio aluminoferrita ( C4 AF) (blanco) yaluminato tricálcico(C3 A) (gris) ocupando el espacio intersticial entrela alita(C3 S) (azul) ybelita(C2 S) (naranja) cristales. Estos son colores falsos (de interferencia).

Aluminoferrita de calcio ( Ca2 (Al,Fe)2 O5 ) es una fase cristalina de color marrón oscuro que se encuentra comúnmente enlos cementos. En la industria cementera se denomina aluminoferrita tetracálcica o ferrita. Enla notación de los químicos cementeros(CCN), se abrevia comoC4 AFque significa4CaO·Al2 O3 ·Fe2 O3 en lade óxido. También existe en la naturaleza como el raro mineralbrownmillerita.

Propiedades de la fase pura

En ausencia de elementos distintos del calcio , el aluminio , el hierro y el oxígeno , el aluminoferrito de calcio forma una serie de soluciones sólidas de fórmula Ca2 (Alx Fe1−x )2 O5 para todos los valores de x en el rango 0–0,7. [ 1 ] : 28–32 Las composiciones con x > 0,7 no existen a presiones ordinarias (veraluminato dicálcico). El cristal esortorrómbicoy normalmente tiene forma de listón. Sudensidadvaría de 4026 kg·m−3(x = 0) a 3614 kg⋅m−3(x = 0,7). Todas las composicionesse fundenincongruentementeen el rango 1400−1450 °C. Sonferromagnéticas, progresivamente más a medida que aumenta el contenido de hierro. Estas fases se preparan fácilmente a partir de losóxidos.

Fases en el clínker de cemento Portland

En el clínker de cemento Portland , el aluminoferrito de calcio ( C4 AF) se presenta como una "fase intersticial",cristalizandoa partir del fundido como producto final de reacción de loscomponentesdel fundenteAl2 O3 yFe2 O3 ) añadido a las materias primas para reducir el alto punto de fusión de la mezcla de óxidos CaO-SiO2. Su presencia en el clínker se debe únicamente a la necesidad de obtener líquido a la temperatura máximadel horno(1400-1450 °C), lo que facilita la formación de las fases de silicato deseadas. Aparte de este beneficio, sus efectos sobre las propiedades del cemento son poco más que los de undiluyente. Forma una solución sólida impura que se desvía notablemente en composición de lafórmula química. La fase de aluminoferrita de calcio actúa como depósito de muchos de los elementos menores en el clínker. La mayoría de losmetales de transiciónen el cemento se encuentran en la fase de ferrita, especialmentetitanio,manganesoyzinc. También hay una cantidad sustancial demagnesioysilicio, y debido a esto, óxidos distintos de CaO,Al2 O3 yFe2 OEl elemento 3 suele constituir el 15% de la masa del aluminoferrito de calcio. Esta sustitución reduce supunto de fusióna unos 1350 °C.

La composición química típica del aluminoferrito de calcio ( C4 AF)para tres tipos diferentes de clinker a granelFe2 OEl contenido 3 se muestra en la siguiente tabla. [ 1 ] : 10, [ 2 ] : 160La composición media del aluminoferrito de calcio está claramente dominada por CaO (43,7 % en peso %),Al2 O3 (19,3 % en peso ) yFe2 O3 (25,4 % en peso). El contenido medio enSiO2 (4,2 % en peso) y otros óxidos son marginales.

Tenga en cuenta que la suma de Al2 O3 yFe2 O3 contenidos en aluminoferrita de calcio (C4 AF) en la tabla de arriba permanece constante en 44,7 % en masa como se ilustra en la tabla de abajo.

Comportamiento en los cementos

Aluminoferrita de calcio ( C4 AF) tiene poco efecto sobre las propiedades físicas del cemento. Alhidratarseforma [ 1 ] : 175hidrogarnet(4 CaO·Al2 O3 · nH2 O)ygelde óxido de hierro hidratado . En principio, esta es unaexotérmica, pero la precipitación de una capa insoluble deóxido de hierro hidratadosobre la superficie del cristal de aluminoferrita de calcio forma una barrera para la reacción posterior. En el caso delcemento Portland, la reacción lenta posterior consulfatoformafases AFm, que tienen propiedades insignificantesresistencia. En el caso delos cementos de aluminato de calcio(CAC), [ 2 ] :726la situación es menos clara, pero hay poca contribución a la resistencia inicial. La aluminoferrita de calcio también está presente en los cementos de sulfoaluminato de calcio (CSA) y, de nuevo, no contribuye a la resistencia.

Véase también

Las otras tres fases minerales principales del clínker de cemento Portland son:

Referencias

  1. 1 2 3 4 Taylor HFW (1990). Química del cemento , Academic Press, ISBN 0-12-683900-X.
  2. 1 2 3 Hewlett PC (Ed.) (1998). Química del cemento y el hormigón de Lea: 4.ª ed. , Arnold, ISBN 0-340-56589-6.

Lecturas adicionales

  • Taylor, Harry FW (1997). Química del cemento . Thomas Telford. ISBN 978-0-7277-2592-9.
  • Peter Hewlett; Martin Liska (2019). Química del cemento y el hormigón de Lea . Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-100795-2.