Cemento Portland
El cemento Portland es el material aglomerante inorgánico más importante en los productos de mortero seco. Después de añadir agua para hacer lechada, es un material cementoso que puede endurecerse en el aire y en el agua . El cemento Portland puede distinguirse por su rendimiento y uso, y puede dividirse en cemento de uso general, como el cemento Portland ordinario y el cemento Portland de escoria; cemento de uso especial, como el cemento de endurecimiento rápido, el cemento para presas y el cemento expansivo, y el cemento para pozos petrolíferos. También puede dividirse en cemento Portland, cemento de alta alúmina (cemento de aluminato de calcio) y cemento de sulfoaluminato, según su composición.
El cemento Portland es un material cementicio hidráulico hecho de clinker de cemento Portland, 0-5% de piedra caliza o escoria granulada de alto horno, y una cantidad apropiada de yeso, que puede dividirse en dos tipos: El cemento Portland sin aditivos se denomina cemento Portland Tipo I, y su código es P-I; Cuando el clinker de cemento Portland se muele, se mezcla piedra caliza o escoria granulada de alto horno con no más del 5% de la masa de cemento se denomina cemento Portland Tipo II, y su código es P-II.
Reacción de hidratación y propiedades
El cemento Portland se mezcla con agua apropiada para formar una pasta plástica que puede cementarse con áridos como arena y piedra. Tras un periodo de mantenimiento, se convierte gradualmente en una piedra de cemento con una resistencia mecánica específica. Dado que la hidratación y el endurecimiento del cemento es un complicado proceso de cambios físicos, químicos y fisicoquímicos, se generan continuamente nuevos productos de hidratación y se producen reacciones exotérmicas que dan lugar a cambios de volumen y a un aumento de la resistencia.
La tasa de hidratación del silicato tricálcico en el proceso de hidratación del cemento es relativamente rápida, lo que puede endurecer rápidamente el cemento y formar productos de hidratación con una resistencia considerable. Las partículas de silicato tricálcico con un tamaño de partícula de 40-50gn pueden hidratarse alrededor del 75% después de 28 días de añadir agua, por lo que la resistencia se desarrolla relativamente rápido, la resistencia temprana es alta, la tasa de crecimiento fuerte es bastante grande, y la resistencia de 28 días puede alcanzar su nivel-70%~80% de la resistencia anual. En cuanto a la resistencia a los 28 días y al año, el silicato tricálcico es el más alto entre los cuatro minerales principales.
Propiedades físicas y mecánicas del cemento Portland
(1) Finura
La finura de molienda del cemento está estrechamente relacionada con una serie de propiedades, como el tiempo de fraguado, la resistencia, la contracción por secado y el índice de liberación de calor de hidratación, por lo que debe controlarse dentro de un rango adecuado. Diferentes indicadores, como el porcentaje de tamizado, la superficie específica, el diámetro medio de las partículas y la gradación de las partículas, pueden describir la finura del cemento.
(2) Coherencia
La consistencia es la demanda de agua cuando la pasta de cemento alcanza un cierto grado de fluidez, y es una de las propiedades esenciales del cemento. Por lo tanto, para que la determinación del tiempo de fraguado y la estabilidad del cemento sea precisa y comparable, la pasta de cemento debe alcanzar una consistencia uniforme bajo un método de prueba particular, que se denomina consistencia estándar, y la cantidad de agua de mezclado necesaria para que la pasta de cemento alcance la consistencia formal ( Expresada como porcentaje de la masa de cemento), se denomina consumo de agua de consistencia estándar.
Los factores que afectan a la consistencia del cemento son la composición mineral del clínker de cemento, el rendimiento y la dosificación de los materiales mezclados, los aditivos y la finura de molienda del cemento.
(3) Tiempo de coagulación
El proceso del cemento, desde que se mezcla con agua hasta que pierde su fluidez, es decir, pasa de un estado líquido a una forma sólida más densa, se denomina proceso de fraguado del cemento, y el tiempo necesario se denomina tiempo de fraguado. Para reflejar mejor el tiempo de fraguado del cemento y facilitar la construcción de edificios, se divide en tiempo de fraguado inicial y final. El tiempo de fraguado inicial se refiere a cuando el cemento se mezcla con agua hasta que la lechada de cemento empieza a perder su plasticidad; el tiempo de fraguado final se refiere a cuando el cemento se mezcla con agua hasta que la lechada de cemento pierde completamente su plasticidad y empieza a producir resistencia.
Muchos factores afectan al tiempo de fraguado del cemento. En la producción, el agente coagulante (se suele utilizar yeso) se utiliza para ajustar el tiempo de fraguado del cemento.