Quimica de los materiales

- Cal Libre
La cal libre en el cemento, Ca0, cuando excede cierto valor produce expansiones en los concretos.
Este fenómeno ocurría inicialmente en la producción de cemento, a principios del presente siglo.
En la actualidad el porcentaje de cal libre en los cementos modernos no excede del 1% de su composición, lo que hace imposible cualquier desarreglo. En los cementos peruanos el Ca0 varíaentre 0.6 y 0.8%.
A nivel internacional ninguna norma especifica un límite a la cal libre, pues se considera que esta posibilidad es inactual y por razón del método de ensayo.
Sin embargo, en las condiciones físicas requeridas por la norma, se limita la expansión de muestras prismáticas y de cemento colocadas en autoclave, a temperatura y presión determinada. Este ensayo normalizado por laASTM acelera la eventual acción de la cal libre y la estabilidad de la muestra garantiza la calidad del cemento.
Como un indicador adicional , puede considerarse que un cemento con bajo contenido de residuo insoluble, es un cemento bien calcinado y con escaso riesgo de cal libre.
La cal libre se puede presentar por las siguientes consideraciones
- Combinación incompleta de los constituyentesdel crudo, por molturación y homogenización insuficiente.
- Exceso de material grueso, de la caliza del crudo por molienda incompleta, que impide que la reacción con los elementos arcillosos en el proceso de clinkerización.
- Elevado dosaje de óxido de calcio en el crudo, que impide que la totalidad de este óxido se combine con los óxidos de sílice, aluminio y fierro en el proceso declinkerización.
- Proceso de segregación en el horno o temperatura de calcinación por debajo del nivel óptimo.

Debe advertirse que eventualmente puede encontrarse el Ca0 como cal liberada, en cuanto el silicato tricálcico es un compuesto metaestable que tiende a convertirse en silicato bicálcico más Cao. El óxido desprendido del Silicato tricálcico se encuentra en estado amorfo, de fácil reacción cone 1 agua de hidratación y puede ocasionar expansiones que desaparecen en un breve lapso.

ATAQUE POR ÁLCALIS (BÁSICAS):
Al ser el hormigón un material alcalino parece, en principio, que no debería ser atacado por las disoluciones alcalinas, y esto es cierto si estas son de baja concentración en bases débiles, sin embargo, si las disoluciones son de bases fuertes se producen unas reacciones deintercambio que pueden producir la lixiviación de los silicatos y aluminatos dando lugar a daños en el hormigón que, en el caso en que existan alternancias de humedad y secado, pueden agravarse por causa de la expansión provocada por los cristales formados.
El ataque por álcalis suele darse en aguas industriales que contengan o están en contacto con álcalis fuertes, pero, prácticamente, no se dancon aguas naturales en las que el contenido en álcalis es muy reducido.
Los cementos de aluminato de calcio son muy sensibles a estos ataques incluso cuando se trata de medios con débil alcalinidad.
Los cementos portland se comportan muy bien y siempre mejor que los que llevan adiciones, siendo su resistencia a este tipo de ataque tanto mayor cuanto mas reducido sea su contenido en aluminatotricálcico.
Las aguas con concentraciones de hidróxido de sodio superiores al 0.5 % en peso de Cemento pueden reducir la resistencia del hormigón.
El hidróxido de calcio en concentraciones de hasta 1.2 % en peso de cemento tiene poco efecto sobre la resistencia del hormigón con algunos tipos de cemento, pero esto debe ser evaluado en cada caso. Se debe considerar la posibilidad del aumento de lareactividad álcali-agregado.

LIXIVIACIÓN:
Las agua puras o blandas provenientes del deshielo o de lluvias en zonas no industriales, tienen una gran capacidad de disolución sobre el hidróxido de calcio (1.6 g /l a 20°c) procedente de la hidratación de los silicatos y de la cal libre y sobre el hidróxido de magnesio del hormigón. La agresividad de estas aguas depende de su pureza, es decir,...