UNIDAD II: Soluciones y química del cemento y el asfalto
Semana 5: EL CEMENTO : Clasificación tipos , usos. Tipos de mezclas.
El cemento portland es un conglomerante hidráulico, es decir, un material inorgánico finamente molido que, amasado con agua, forma una pasta que fragua, endurece y conserva su resistencia y estabilidad, incluso bajo el agua. A este proceso se le conoce como hidratación.
El Clinker Portland
Se obtiene por calcinación hasta la fusión parcial (clinkerización) de mezclas intimas (denominadas crudas) preparadas artificialmente y convenientemente dosificadas a partir de calizas y arcillas, con la inclusión de otros materiales secundarios.
Proceso de fabricación
Etapa 1: “QUEMADO” es una mezcla de carbonato de calcio (caliza) y uno o más materiales que contengan silicio, aluminio y hierro.
Etapa 2: “MOLIENDA” con aproximadamente del 2 % al 5 % de yeso para producir el cemento.
COMPONENTES QUÍMICOS
SILICATO TRICÁLCICO: Es el componente principal del cemento portland y aquel que determina las altas resistencias iniciales del cemento. Al ser hidratado libera mucho calor. La formula con impurezas comúnmente se denomina alita.
SILICATO DICÁLCICO: Es el segundo componente en importancia en la hidratación del cemento portland, tiene baja resistencia inicial. Al ser hidratado libera poco calor, se denomina Belita.
ALUMINATO TRICÁLCICO: Es el tercer componente en importancia del cemento portland. Hidrata rápidamente liberando gran cantidad de calor. Es el responsable por el fraguado del cemento.
ALUMINOFERRITO TETRACÁLCICO: Es el cuarto componente en importancia del cemento portland. Su formación depende básicamente de la cantidad de hierro presente en las materias primas. No contribuye a la resistencia y su calor de hidratación no es tan alto como el del aluminato tricálcico.
COMPONENTES MENORES: Además de los principales componentes existen algunos compuestos menores, tales como MgO, TiO2, Mn203, K2O Y Na20, que generalmente no pasan de un pequeño porcentaje del peso del cemento, pero que pueden tener gran significado en las características en este.
SULFATO DE CALCIO: Se añade en pequeñas cantidades a los demás componentes del cemento durante su fabricación para controlar el fraguado.
ADICIONES: Son materiales de composición similar al cemento que tienen la peculiaridad de hidratarse en combinación con los componentes del cemento portland.
ADITIVOS: Sirven para mejorar la fabricación o las propiedades del cemento. En general, la cantidad de aditivos no excede el 2% de la masa del cemento. No deben promover la corrosión de las armaduras ni perjudicar las propiedades de los morteros y hormigones.
COMPOSICIÓN DEL CEMENTO
1.Introducción:
Las propiedades del metal son las características o cualidades que se le atribuye a los metales como materia prima y que, por tanto, influyen en su comportamiento y funcionalidad para su posterior aplicación tanto en la industria como en la tecnología.
Estas particularidades hacen del metal un material diferente, en función de su composición y aleación. Esto es esencial para la elección de los metales según su aplicación o en función del producto a fabricar.
Por lo tanto, a la hora de diferenciar las propiedades de los metales, podemos distinguir las propiedades físicas y las propiedades químicas.
Semana 7: Corrosión ,Baterías y Electrólisis.
Proceso del ataque químico sobre los metales. Estos son susceptibles a este ataque debido a que tienen electrones libres y pueden establecer celdas electroquímicas dentro de su estructura.
Factores que influyen en la corrosión
• Temperatura (T°) • Velocidad de corrosión (Vcorr)
• Agentes oxidantes (Ox) • PH del medio ambiente
Mecanismos de corrosión
1.- Potencial eléctrico (°Ev) 2.- Densidad (ῤ)
3.- Viscosidad 4.- Difusividad (D)
Tipos de Corrosión
- Corrosión Generalizada (Uniforme) Se trata de los casos en que la corrosión se produce de manera pareja y uniforme, atacando prácticamente toda la superficie por igual. El metal se oxida de forma bastante homogénea y regular a lo largo de la mayor parte de la superficie, en la interfase entre el metal y el medio que lo rodea. El material pierde una delgada capa superficial, cuyo espesor estará determinado por la velocidad con que se produce el ataque y también por el tiempo durante el que haya sido expuesto al medio agresivo
- Corrosión Galvánica La corrosión galvánica es una de las que más frecuentemente podemos encontrar. Es una forma de corrosión acelerada que aparece cuando se ponen en contacto eléctrico dos metales distintos y la unión queda inmersa en un medio conductor de iones. Inclusive, puede darse cuando hay contacto con dos piezas del mismo material, pero en distinto estado.
- Corrosión Intergranular La mayoría de los materiales metálicos de aplicación industrial son aleaciones compuestas por diferentes tipos de átomos. Estos átomos deben acomodarse de manera muy específica en la estructura sólida del material. A nivel microscópico, existen pequeñas regiones donde se da determinado ordenamiento regular, con una cierta orientación en el espacio. Cada una de estas regiones se denomina grano, de modo que, a una escala muy pequeña, la aleación está constituida por un conglomerado de granos. Estos granos pueden tener tamaños y formas diversas, dependiendo del caso particular, pero basta decir que son visibles si se usa un microscopio óptico de 20 a 200 aumentos. Los límites entre los granos tienen algunas características distintivas, entre ellas mayor energía acumulada, un arreglo diferente de ciertos elementos de aleación minoritarios y en muchos casos, una mayor susceptibilidad a sufrir corrosión.
- Corrosión por picadura o pítting corrosión Se trata de un tipo de ataque que se caracteriza por estar localizado en un área bien delimitada y generalmente pequeña. Esta es una forma muy peligrosa de corrosión, porque el ataque afecta un sector pequeño, pero avanza implacablemente y en profundidad. La cantidad de masa que el material pierde puede ser insignificante, pero aun así las consecuencias son severas.
- Corrosión por grietas o crevice corrosión La corrosión por rendija, o por grietas, más conocida por el nombre que se le da en inglés: corrosión crevice, es un fenómeno corrosivo que ocurre en espacios en los cuales el acceso del fluido con el que se está trabajado en el medio ve limitada su difusión.
- Corrosión por Erosión Ocurre cuando la corrosión está acompañada por un proceso de desgaste mecánico (o abrasivo), normalmente debido a que existe un movimiento relativo entre el material metálico y el medio corrosivo. Los materiales relativamente más blandos son los que más fácilmente sufren erosión- corrosión, como por ejemplo las aleaciones de cobre, de aluminio y de plomo. En estos materiales, la capa pasiva es gruesa, blanda y poco adherente y por eso ellos sufren con más severidad este tipo de ataque. En contraste, los aceros inoxidables y las aleaciones de titanio son casi inmunes.
- Corrosión microbiológica Se trata de una forma de corrosión a la que se le ha venido dado creciente importancia en las últimas décadas. En estos casos el elemento distintivo es ciertamente la participación de microorganismos, al que se identifica como el factor capaz de iniciar, promover o acelerar un proceso de corrosión. Este tipo de corrosión afecta industrias como la eléctrica, petrolera, nuclear, del papel y alimentos, entre otras. Se ha estimado que el 20 o 30% de las fallas en tuberías de transporte de hidrocarburos, están relacionadas con problemas de corrosión microbiológica, afectando la parte interna y externa de los conductos. La simple presencia de microorganismos en un sistema no necesariamente indica que causen problemas de corrosión, ya que algunas poblaciones bacterianas que son problemáticas en un sistema específico, pueden ser no tener efecto alguno en otro sistema diferente.
- Corrosión por rozamiento Corrosión por Rozamiento es el desgaste mecánico causado por el rozamiento de las asperezas de la superficie acompañado y acelerado por corrosión, principalmente por oxidación con aire húmedo.
- Corrosión daño por hidrógeno La fragilización por hidrógeno de un metal o aleación implica la incorporación de átomos de hidrógeno en el material, lo que reduce drásticamente su ductilidad y su resistencia mecánica, causando fallas y grietas catastróficas aun cuando los esfuerzos mecánicos estén por debajo del límite de los que puede soportar ese material. El hidrógeno atómico se produce cuando un ion hidrógeno (un protón, H+ ), acepta los electrones del metal que se oxida. Normalmente, los átomos de hidrógeno deberían aparearse para convertirse en moléculas de hidrógeno (H2). Estas moléculas debieran desprenderse del material como burbujas de hidrógeno gaseoso sin causar ningún daño. Sin embargo, algunos metales son muy propensos a permitir que los átomos de hidrógeno penetren en la estructura, antes de convertirse en una molécula.
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