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ESTUDIO SOBRE LA HIDRATACION DEL
CLINQUER
Pablo KITTL*
Patricio LYON
Sergio
Ernesto
*
MONTES*
*
CROQUEVIELLE
RESUMEN
En el
presente trabajo
tacion del
hace
la cual
se
un
estudio sobre la hidra­
determinb por
perdida
9800C. Se encontraron tres etapas: 112
a
agua
cllnquer,
se
rap ida y pC1CO dependiente del tamano
la segunda en que se produce un aumento
del grado de kidratacibn, el cual es mayor a
muy
no de grano, y la tercera, donde 112
linealmente
el
con
tiempo
de
primer«
particula;
considerable
menor
hidratacion
con una
de
tama­
aumenta
pendient« indepen­
diente del tamano del grano.
INTRODUCCION
Numerosos
han
cion del
estudios sabre
mente
trabajos se
cHnquer. Los
mediante el
superficie especifica
publicado
proceso
se
no
agua-cemento
m
dependencia. Varios inves­
relacionados con Ia dependencia de
Ia razon agua-cemento. Las investigaciones llevada.
Kantro, Weise y Brunauer3 mostraron que el grado d.
can
Mori2;
comprendidas
a
entre
ay ores aumenta
'In"lripdorea de IDIEM.
han realizado fundamental­
acusaba Ia misma
han obtenido diferentes resultados
cabo por Sudoh y
tiempos
este
el fenomeno de Ia hidrata­
1
hidrltacion del C3S y del C2S
a
con
de fases puras. En este sentido, Sylvan encentre que Ia
de Ia muestra dependfa en gran medida del tamafto del grano,
11 velocidad de hidraracion
a
lacicn
re
usa
mientras que Ia cantidad hidratada
tigadcres
en
en
tiempos
cortos,
0.3 y 0.7,
forma
semejantes para razones
que el grado de hidratacion
eran
en tanto
proporcional
a
Ia razon agua-cemento.
94
REVlSTA DEL IDIEM
Por
del C3A
rimenta
se
acelera
una
autores
sino que
funcicn del
una
grado
la cinetica de hidraracicn del
acrivacion
era
no
A/C.
raz o n
que los procesos de h idr at ac io n y disolucion
encontraron
s�n termicamente activados, pero
energia
esta
de
act ivacion
de hidr at ac io n ;
esto
es
no
una
cementa
indica que
constante
Copeland y KantroS al examinar
portland, encontraron que la energia de
de hidraracio n.
,
constante, sino que disminuia de 8
una
modelo
este
solo
es
a
2,3 kcal/mol
aproximado
con
el
y necesita
revisado.
Kondo, Ueda
cion del C3S
relajacicn ;
y
Kodama6
fuerte aceleracion ;
al
corta
y
tercera
una
encontraron
cinco etapas
de calores de h idratacion, Elias
partir
nipida
a
etapa muy
ra
1973
el incremento de la razon AIC, mientras que el C4AF expe­
con
aceleraclon al disminuir la
Diversos
ser
septiembre
parte Tsumura y Kawachi4 demostraron que la velocidad de h idrat acicn
su
grade
vol. 12, nO 2,
en
etapa
el C3S
contactar
con
que la velocidad de
in e t icas
en
la hidrata­
las
siguientes: una prime­
agua, una segunda etapa de
son
el
c
re acc
io n
experimenta una
reaccion disminuye
etapa en que la velocidad de
debido a que la mayor parte del sustrato ha reaccionado y finalmente una etapa
en
que la reaccie n experimenta una fuerte d esace ler ac io n h ac ien d o se la hidrata•
I
una
cuarta
,.
practtcamente constante.
En el presente trabajo se hace
cion
estudio de la influencia de
un
factores anteriormente mencionados sobre la hidrat acicn del
alguno
clinquer.
de los
PARTE EXPERIMENTAL
1. En
este
trabajo
Calera. Este
se
utilizo
clinquer
fabricado
en
la H.brica de Cemento Melon,
el molino que posee el Instituto
Planta de Cerrillos. Posteriormente fue tamizado usan d o se las fracciones
en
prendidas
0.061
entre
mm)
como tam
fue molido
(0.061-0.043 mm).
afio medio la mitad de la
agitada
en
las mallas NO 80-115 (0.175-0.124 mm); 150-250
y 250-325
La mezcla de
fue
clinquer
clinquer-agua
se
suma
hizo
Para el calculo
de los valores
en
una
se
se co
su
com­
(0.104nsidero
extremos.
prop orcion de
durante 5 minutos. Posteriormente
de diam etro los que
posterior
en
co loc o
en
AIC
=
0.4 la cual
tubos de vidrio de
introdujeron en un b an o mantenido por termostato
a 25 ± 0.50C, manteniendo
posicion horizontal para evitar sedim entacicn.
Una vez cumplidos los tiempos experimentales se procedio a romper los
tubos de vidrio moliendo la pasta hidratada en un mortero, 10 mas rapidamente
posible. A con tinu acion se peso una cantidad de pasta molida para determinar
la cantidad de agua evaporable. La determinacion del agua evaporable se hizo
1
cm
se
de 2 formal:
a)
Para
tiempos
ble mediante
constante.
menores
un
de 24 horas
sistema de
se
efe ctu S la
e x tracc io n
del agua evapora­
alto vaclo y temperatura para obtener peso
ESTUDIO HIDRATACION CLiNQUER
b)
Para
tiempos superiores
espacio de
Una
vez
a
24 horas
1 hora hasta obtener peso
que
se
obtuvo peso
9500C para eliminar el agua
no
coloco
se
95
en
una
estufa
1100C por
a
constante.
constante se
evaporable,
colo co la
proceso que
muestra en una
se
detuvo al
mufla de
tenerse
peso
constante.
RESULTADOS
Se realizaron dos grupos de
tiempo sobre la hidraracicn
usaron
muestras
para estudiar el efecto del
experiencias preliminares
,
a
temperatura
con stante
cuyos tamaiios de grano estuvieron
de 250C. Para
comprendidos
este
entre
fin
se
60-80
mallas y 250-400 mallas.
En vista de los resultados
sistematico del efecto
considerando que este
preliminares (Fig. 1) se decidie realizar un estudio
del diametro y del tiempo sobre la hidratacion del cHnquer,
presenta una granulometda aproximadamente esferica.
%
13
I
o
11
o
1
Fig.
1.
J
5
6
preliminarel.
experiencias
mallas y 250-325 mallas
en
se
DIA5
7
(uncion del tiempo. Relul­
Curva I, 250-400 mallu. Curva II, 60-80 mallaL
Porcentaje de hidratacion de clinqueres
tadol
De las
2
II
o
o
en
los rangos comprendidos
obtuvieron los resultados
entre
80-115
graficados
en
mallas, 150-250
la
Fig.
2.
DISCUS ION
De los datos
concluir que la hidraracicn del clinquer
presenta varias etapas cineticas diferentes durante el transcurso del tiempo.
experimentales
es
posible
96
REVISTA DEL IDIEM
vol 12, nO 2,
septiembre
1973
12
I
10
II
8
III
6
,
2
1 J 5
2.
Fig.
JO
20
10
50
Porcentaje de hidratacien de clinqueres
Curva
70
funcion del
11,150-250 mallas. Curva Ill, 80-115 mallas.
El analisis de los datos
existencia de
I
en
60
experimentales graficados
etapas basicas
tres
tiempo.
en
la
reac
en
80
90 DIAS
Curva I, 250- 325 mallas.
la
figura
2,
muestra
la
cio n,
Etapa
Esta etapa
cion
o curre
el
en
periodo comprendido
hora;
en
ella la hidrata­
practicamente in st an tan e a, 10 que hace diflcil obtener valo res reproducibles
grado de h id rat ac io utilizando las tecn icas sefi ala das en 1a parte experimental.
del
es
n
siendo necesario afinar las tecnicas
II
0 y 1
entre
experimentales
para el estudio de
este
pedodo.
Etapa
En esta
respecto al
es
observa
se
etapa
aumento
del
significativo
grado de h idratacio n con
tiempo constante el grado de h idr atacicn
ob servando se que a
Menor es el tarn afio de
tiempo,
cuanto
mayor
un
partfcula.
Los datos
claramente que en cada grupo de ex p e rie nc ias,
luego de
ximadamente equivalence, la h idraracion crece en forma lineal.
muestran
Kawada y Nemoto 7
Segun
de d ifusio n,
que los cristales
en
no
al
III
Etapa
En
esta tercera
participar
la fo rrn
experimentales
un
tiempo
puede considerar este periodo como una
precipitados de po rt lan d it a, disminuyen su
se
apro­
etapa
tama­
del C-S-H. Este proceso continua hasta
que el
espesor de la capa de tobermorita form ada dificulta la d ifu sion del
agua retar­
dando as! el proceso de h id r at ac io n.
mente
que
Sin
con
esto
e
l
en
etapa
ocurre
es
as
este aumento
se
en
un
exceso
Al cabo de 10 dias
una
misma
de h id rat acio n
aumenta
lineal­
caracteristica de la etapa
que la velocidad
lineal
no
se
e n co n
del
tro un
t arn afi o
de
con
pardcula.
modelo ffsico que diera
hicieron
hidratacicn alcanzado
clinquer
una
grado
practicamente independiente
para
del fenom eno.
Ad em
para
ha observado que el
siendo
tiempo,
embargo,
cuenta
se
ac io n
se
algunas experiencias para medir e] grado maximo
por el clinquer. Para esto se colocaron 5.00 gramos
de
de
de agua. los que fueron sometidos a
agit ac io n constante.
pro ce dio a medir el grado de h id r at acio n, no ob teniendose
muestra un
valor
con st an t e ,
e
incluso
con
muestras
analogas
SCI
97
ESTUDIO HIDRATACION CLINQUER
obtuvieron valores que fluctuaban hasta
en
el hecho de que
fases
formaron
se
encontraban
se
deberia haber
productos
0
ex
plicacion podda
de h id ra tac io n diferentes
cantidades variables de
en
d ist r ib u c io n mas
una
170/0. La
en un
menos
muestra
semejante
a
bien que las
0
muestra,
para
residir
a
pesar que
mismo rango de
un
mallas.
Los
de
esta
productos
forma
obtenidos anteriormente
pastilla,
una
carente
ausencia de entrecr.uzamiento
d;mostrada
sino
que la resistencia
a e n tre cr uz am
Finalmente
ie nr o
el
sometieron
de toda resistencia
m ecan
en
se
ico
entre
c1inquer
a
obteniendose
presion
ecanica, Esto indicaria la
m
las fibras de tobermorita, 10 que
no se
debe
a
fuerzas de
van
der Waals
mecaniCOIl,9.
podemos
agregar que para obtener conclusiones definitivas
especial en r e la c io n con la tercera etapa, es necesario
que permitan formular un modelo fi'si�o completo.
obtener
otros
en
pararn etros
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STUDY ABOUT THE HYDRATION OF
CLINQUER
SUMMARY:
study about the hydration of clinquer is done, which was determined by elimi­
nation of hydration water at 9800C. Three basic stages are found. A fast first stage
independent of grain size; in the second stage a considerable increase of the degree
of hydration is produced, which increases as the grain size decreases; in the last
stage hydration degree increases linearly with time, at a rate independent of grain
A
size.