Els ingredients del ciment són components diversos que es barregen per crear un material de construcció fort i durador. Les matèries primeres, seleccionades acuradament i combinades per produir diferents efectes i tipus de ciment, són calç, sílice, alúmina, mineral de ferro, àrids, guix i materials complementaris de ciment.
Cadascun d'aquests ingredients del ciment té un paper únic en les reaccions químiques i qualitats específiques del ciment. Aquesta combinació dóna com a resultat una substància versàtil i duradora que els constructors han utilitzat durant segles i encara utilitzen avui dia.
Ingredients del ciment: de què està fet el ciment?
El ciment és una barreja de matèries primeres dissenyades per produir un tipus específic de ciment. Cada ingredient del ciment aporta qualitats particulars al ciment. Però la introducció d'un ingredient en particular també presenta limitacions que fan que el ciment funcioni d'una manera diferent.
Lima
La pedra calcària és una roca sedimentària que es compon principalment de carbonat de calci en forma de calcita. La pedra calcària és un recurs natural abundant i la seva versatilitat, abundància i qualitats estètiques l'han convertit en un recurs valuós. Durant segles, la gent ha utilitzat la pedra calcària com a material de construcció, condicionador del sòl i ingredient en brut en altres productes.
La pedra calcària és una matèria primera valuosa del ciment perquè aporta calci. Això és essencial en les reaccions químiques que es produeixen durant el procés d'hidratació del ciment. El calci reacciona amb l'aigua per formar un gel hidrat de silicat de calci que ajuda el ciment a endurir-se i guanyar força. La calç també serveix com a retardador, alentint el temps de presa del ciment.
La qualitat de la calç variarà d'una font a una altra. Algunes calces presentaran quantitats excessives d'impureses que afecten la qualitat del producte de ciment. També és vital determinar la quantitat correcta de calç a la mescla de ciment. Massa calç augmentarà el temps de presa i disminuirà la força. Massa poca calç provocarà temps de presa ràpids i pot augmentar la susceptibilitat als atacs de sulfat.
Sílice
La sílice és un compost natural i un dels més abundants a l'escorça terrestre. Els fabricants de ciment obtenen sílice de recursos naturals com l'argila i l'esquist.
La sílice reacciona amb la pedra calcària per formar compostos responsables de la resistència del ciment. La sílice també contribueix a les qualitats hidràuliques del ciment i l'ajuda a endurir quan es barreja amb aigua.
Quan es fa ciment, els fabricants han de controlar les quantitats de sílice per produir ciment amb els resultats desitjats. Un excés de sílice pot retardar el desenvolupament de la força i requerirà un temps de curat addicional. L'excés de sílice també pot augmentar la contracció del ciment provocant esquerdes que es desenvolupen durant l'estat d'assecat.
Alúmina
L'alúmina, o òxid d'alumini, es deriva de la bauxita. La bauxita és un mineral semblant a l'argila que és ric en alumini.
L'alúmina ajuda el ciment a fraguar més ràpidament i millora la resistència als sulfats. També ajuda el ciment a produir calor durant la hidratació, cosa que és important per ajudar el ciment a fixar-se en condicions de clima fred
Massa alúmina pot fer que el ciment s'enduri massa ràpidament, cosa que fa que sigui difícil d'utilitzar. Les quantitats excessives d'alúmina poden causar una resistència ràpida a curt termini, però una durabilitat reduïda a llarg termini del ciment.
Mineral de ferro
El mineral de ferro és roca o minerals que contenen ferro metàl·lic. El mineral de ferro conté òxids de ferro com l'hematita i la magnetita, que són ingredients importants en el ciment.
El mineral de ferro actua com a colorant en el ciment. Pot crear tons de ciment vermell, marró i negre, contribuint a l'atractiu estètic. El mineral de ferro també actua com a agent de flux per reduir el punt de fusió de les matèries primeres. Això els ajuda a fusionar-se de manera més eficaç.
Les impureses com el sofre o el fòsfor presents al mineral de ferro faran que la resistència, la durabilitat i la treballabilitat del ciment es redueixin.
Àrids
Els àrids són materials granulars que els productors de ciment afegeixen a la barreja de ciment. Proporcionen la majoria del volum de la barreja i proporcionen volum, força i estabilitat. Els àrids comuns del ciment són la sorra, la grava, la pedra picada, l'àrid de formigó reciclat (RCA) i els àrids lleugers com l'argila expandida, l'esquist o la pissarra.
La naturalesa entrellaçada dels àrids contribueix a la resistència global del ciment i la capacitat de càrrega. Ajuden a controlar la contracció del ciment durant el procés d'assecat i curat. L'addició d'àrids també ajuda a mantenir el cost del ciment més baix.
Els àrids augmenten la necessitat d'aigua addicional per garantir una bona treballabilitat del ciment. Alguns àrids també poden provocar una reacció àlcali-sílice amb els components alcalins de la pasta de ciment que pot provocar esquerdes, expansió i deteriorament del ciment amb el temps.
Guix
El guix és un mineral compost per sulfat de calci dihidrat i és un additiu comú en el ciment. El guix actua com a retardador en el ciment, alentint el temps de fraguat inicial. Aquesta qualitat permet als treballadors una millor treballabilitat i una col·locació ampliada. L'addició de guix ajuda a prevenir l'enduriment ràpid del ciment quan entra en contacte amb l'aigua i protegeix el ciment del deteriorament en ambients rics en sofre.
Massa guix pot provocar un retard en el desenvolupament de la força. Els fabricants també han de tenir en compte la composició química exacta dels seus ingredients específics de ciment, ja que el guix pot reaccionar amb determinats productes químics de la mescla i degradar el rendiment i les propietats del ciment.
Materials suplementaris de ciment (SCM)
A més dels ingredients estàndard per al ciment, hi ha materials cimentosos que contenen alguns ciments. Aquests materials inclouen cendres volants, fum de sílice, puzolanes i escòries.
Els SCM ofereixen molts avantatges en el ciment. Ajuden a millorar la treballabilitat, la cohesió, la resistència i la durabilitat, així com a reduir la permeabilitat i el desenvolupament de la temperatura del ciment. La introducció de SCM també ajuda a millorar els beneficis ambientals d'un tipus concret de ciment. Molts SCM són subproductes de la indústria del ciment que anirien als abocadors si no es trituraven per formar part del ciment. També ajuden a reduir la necessitat de producció de ciment en brut.
En alguns casos, els SCM s'associen amb un desenvolupament retardat de la força del ciment. Els SCM estan disponibles en diferents composicions i mides de partícules, de manera que poden variar segons les qualitats que produeixen. Els productors de ciment han de seleccionar acuradament els SCM per produir ciment amb les qualitats desitjades.
Si t'agrada la nostra pàgina, comparteix-la amb els teus amics & Facebook
