Reguladores de fraguado del cemento
Antes de que se identificaran los sulfatos alcalinos en clinkeres, se creía que el SO3 (Trióxido de azufre) estaba combinado con parte del CaO (Óxido de Calcio) como CaSO4 (Sulfato de Calcio), pero desde su identificación se ha estudiado ampliamente la relación entre el SO3 y los álcalis en el clinker.
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En los últimos años se ha dado mucha importancia a la conducta del azufre durante la calcinación del clinker debido tanto al aumento en el uso de materias primas con mayor contenido en azufre. En las materias primas el azufre puede encontrarse como: sulfatos (yeso y anhidrita), sulfuros (principalmente FeS2 (Disulfuro de hierro) y compuestos orgánicos. En el ACPM y el carbón el contenido puede exceder del 4 %.
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Para evitar la rápida hidratación del C3A del clinker de forma que el fraguado sea normal, se añaden reguladores de fraguado, que forman compuestos insolubles con el C3A recubriéndolo e impidiendo su hidratación. Los reguladores más empleados suelen ser los sulfatos cálcicos en cualquiera de sus formas. La adición de éstos data de los principios de la fabricación del cemento portland. En 1926 se probó que tanto el yeso, como el hemihidrato (CaSO4. H2O), como la anhidrita natural (p-CaSO4) regulan el fraguado, aunque la proporción necesaria para hacerlo varía de uno a otro. Se puede decir que entre las diversas formas de sulfato cálcico, cuatro son las que pueden ser utilizadas como reguladores, y son: yeso, hemihidrato, anhidrita artificial o soluble (T-CaSO4) y la anhidrita natural.
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De todos, el yeso es el regulador más seguro y eficaz. Como a temperaturas relativamente bajas pierde parte del agua de cristalización es recomendable mantener, durante el proceso de molienda del clinker con el yeso, la temperatura de los molinos por debajo de 70° C. Con el hemihidrato y la anhidrita soluble también se puede regular el fraguado. En estos casos la adición de regulador no debe rebasar cierto límite.
Con un 3 % se corre ya el riesgo de que el cemento adquiera falso fraguado. La anhidrita natural viene a ser el menos adecuado de todos los tipos de sulfato cálcico para regular el fraguado. Técnicamente la actuación de cada una de las variedades depende de su solubilidad, así las más solubles son: el hemihidrato y la anhidrita soluble, que regulan con mayor eficacia que el yeso y la anhidrita insoluble. Sin embargo, si se incrementan las cantidades de hemihidrato y anhidrita soluble se puede dar el fenómeno del falso fraguado por precipitación de cristales de yeso, formados posteriormente.
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El regulador añadido normalmente al clinker es el yeso, pero éste según las condiciones del molido puede deshidratarse a p-CaSO4.yH2O o incluso a T-CaSO4, dependiendo esta transformación tanto del tiempo como de la temperatura del molido y de la humedad relativa. Hay numerosos estudios de los productos de deshidratación del yeso con la temperatura, utilizando las técnicas de ATD, difracción de rayos X y espectroscopia infrarroja. Además de esta deshidratación hay otras transformaciones que se pueden dar en los sulfatos presentes en el cemento debidas al agua utilizada en el enfriamiento del molino, o posteriormente, a las condiciones de almacenamiento en las que se pueden dar tanto deshidrataciones (por temperaturas elevadas y baja humedad relativa) como hidrataciones por aireación. Un sulfato que aparece por estas causas es la singenita (CaSO4.K2SO4.H2O), a la que se suele atribuir la formación de grumos en el cemento.
Conclusión
El cemento mezclado con el agua produce una reacción que genera la hidratación, pero es importante considerer que los componentes del cemento como por ejemplo el yeso, son los únicos responsables de regular el fraguado del material y por tal motivo depende de la cantidad y calidad que se suministre para componer el material.
