Evaluación de la interacción en el uso conjunto de un material arcilloso activado térmicamente, caliza y sulfato sobre la cinética de hidratación y desempeño mecánico del cemento (2019)
En este trabajo se estudia el efecto de incorporar de forma conjunta: clinker (CK), una proporción de arcilla calcinada y caliza (AC), y sulfato (SO3) en el desempeño de cementos, siguiendo un diseño factorial 23. Se utilizaron dos arcillas de bajo grado denominadas A y B, siendo la caolinita el mineral representativo de estas. A y B fueron caracterizadas en su estado natural y después de calcinarlas para identificar la condición de máxima reactividad. Los resultados de calorimetría isotérmica mostraron que el Clinker afecta la liberación de energía (Flujo de energía y energía acumulada) y la AC y el SO3 impactaron la cinética (tiempos), la AC reduce el periodo de inducción e incrementa la reacción asociada a la depleción de sulfato. Con respecto a las resistencias a la compresión se evidencio que el clinker fue el factor más importante para el desarrollo de resistencias mecánicas a edades tempranas y su efecto fue constante durante la hidratación; la AC no tuvo mucho peso a 1 y 3 días, pero se volvió significativa conforme avanzo la hidratación, llegando a ser comparable en magnitud al clinker. El contenido de sulfato tuvo un impacto menor comparado con los otros factores y solo fue relevante a edades tempranas (1 y 3 días). Por su parte los análisis termo gravimétricos sobre pastas de cemento mostraron que la inclusión de AC incremento el contenido de agua ligada (mayor cantidad de productos de hidratación) dentro de los cuales se resalta la aparición de carboaluminatos (mono y/o hemi); adicional se evidencio un menor contenido de hidróxido de calcio en especial en los cementos con mayor cantidad de AC. Adicionalmente se realizaron pruebas de absorción capilar sobre los cementos, los resultados evidenciaron una red de poros más fina en los cementos que incluyen AC. En conclusión, los factores clinker y AC son los más significativos en la formulación de un cemento, garantizando por supuesto una condición de sulfatación adecuada. Las mejoras en el desempeño son proporcionales al contenido de arcilla calcinada en este (AC=2/1 mejor que AC=1/2).