Microscopia Del Clinker

MICROSCOPIA DEL CLINKER

MICROSCOPIA DEL CLINKERMICROSCOPIA DEL CLINKER

• Es una herramienta que nos ayuda aevaluar el comportamiento intermedio depla fabricación del cemento en la fase delclinker Siendo el clinker una roca artificialclinker. Siendo el clinker una roca artificialproveniente de la combinación y procesosde rocas naturalesde rocas naturales.

NOMENCALTURA DEL CLINKERDEL CLINKER

MATERIAS PRIMAS EN LA FABRICACION DEL CLINKERFABRICACION DEL CLINKER

COMPONENTES DEL CLINKER

• 1. Caliza• 2 Componentes de Arcilla2. Componentes de Arcilla• 3. Componentes Correctores

CALIZACALIZA

E b t d l i ( C CO3)• Es un carbonato de calcio ( CaCO3),siendo las formas mas puras de la calizael espato calizo (Calcita).

• Su estructura cristalina es de grano fino.g• Su dureza esta comprendida entre 1.8 a

3 0 de la escala de Mohs3.0 de la escala de Mohs.• Su peso especifico varia de 2.6 a 2.8• Color generalmente gris.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE QDIVERSAS CALIZAS EMPLEADAS

ÓEN LA FABRICACIÓN DE CEMENTOSCEMENTOS

TIPOS DE CALIZA DEACUERDO TIPOS DE CALIZA DEACUERDO

C t idAL CONTENIDO DE CaCO3AL CONTENIDO DE CaCO3

ContenidoCaCO3

C li d l j 96 100%Caliza de alto porcentaje 96-100%Caliza margosa 90-96%Marga calcarea 75-90%Marga 40-75%Marga arcillosa 10-40%Arcilla margosa 4-10%gArcilla 0-4%

COMPONENTES DE ARCILLACOMPONENTES DE ARCILLA

• Es la segunda materia prima importantepara la fabricación del cemento. Lasparcillas en esencia son productos demeteorización de silicatos de los metalesmeteorización de silicatos de los metalesalcalinos y alcalinotérreos.

COMPONENTES CORRECTORES

• Los componentes correctores se añadenen el caso de que las materias primasq pdisponibles no contienen en cantidadsuficiente uno de los químicamentesuficiente uno de los químicamentenecesarios en el crudo Ej:

• El mineral de Hierro

CLINKERCLINKER

COMPONENTES QUÍMICOS APROXIMADOS DEL CLINKER

SiO2 16 - 26%AL2O3 4 - 8%Fe2O3 2 - 5%Mn2O3 0 - 3%TiO2 0 - 0,5%CaO 58 - 67%M O 1 5%MgO 1 - 5%K2O+Na2O 0 - 1%SO3 0 1 2 5%SO3 0,1 - 2,5%P2O5 0 - 1,5%

FASES DEL CLINKERFASES DEL CLINKER

ESQUEMA DE CONDICIONES Y ESQUEMA DE CONDICIONES Y REACCIONES EN UN HORNO ROTATORIO REACCIONES EN UN HORNO ROTATORIO

TÍPICOTÍPICOSalida de GasesMateria Prima Formación de

C t I i i lFormación de Material

d tid

Agua Libre DescomposiciònArcilla Descomposiciòn

Caliza

Componentes Iniciales derretido

Formación deC3S

Formación Inicialde C2S

Zona deDeshidratación

Z d C l i ióSalida

Cli k

1450 C

Zona de CalzinaciónZ. de Formación

de Clinker Zona deEnfriamiento Emparrillado

de Enfriamiento

Clinker

Temp. Gas450 C 800 C 1200 C 1350 C 1550 C

Temp. DeAlimentaciòn

450 C

50 C 600 C 1000 C 1350 C 1450 C

ETAPA DE CLINKERIZACIÓNTemperatura máxima

T d

Tiempo de horneado

T dTasa decalentamiento

Tasa deenfriamiento

COMPOSICIONES DE LOS CEMENTOSCOMPOSICIONES DE LOS CEMENTOSCemento Valor C3S C2S C3A C4AF CaSO4 CaO MgO P. I.

Máx. 67 31 14 12 3,4 1,5 3,8 2,3Ti I Min. 42 8 5 6 2,6 0 0,7 0,6

Medio 49 25 12 8 2,9 0,8 2,4 1,2Máx. 55 39 8 16 3,4 1,8 4,4 2Min 37 19 4 6 2 1 0 1 1 5 0 5

Tipo I

Tipo II Min. 37 19 4 6 2,1 0,1 1,5 0,5Medio 46 29 6 12 2,8 0,6 3 1Máx. 70 38 17 20 4,6 4,2 4,8 2,7Min. 34 0 7 6 2 2 0 1 1 1 1

Tipo II

Tipo III Min. 34 0 7 6 2,2 0,1 1 1,1Medio 56 15 12 8 3,9 1,3 2,6 1,9Máx. 44 57 7 18 3,5 0,9 4,1 1,9Min. 21 34 3 13 2,6 0 1 0,6

Tipo III

Tipo IVMedio 30 46 5 13 2,9 0,3 2,7 1Máx. 54 49 5 15 3,9 0,6 2,3 1,2Min. 35 24 1 6 2,4 0,1 0,7 0,8Tipo V

Medio 43 36 4 12 2,7 0,4 1,6 1

Desarro llo de Res is tenc ias de los d iferentes com puestos de l cem ento .com puestos de l cem ento .

6 0

a)

4 0

5 0

pres

ión

(MPa

3 0

ia a

la C

omp

2 0

Res

iste

nc

0

1 0

0

T iem po en d ìasC3S C2S C3A +CSH2 C4A F+CSH2

MÉTODOS DE MICROSCOPÍA DEL CLINKER Y EL

CEMENTO PORTLAND.SECCIONES DELGADAS SECCIONES PULIDAS MONTAJES DE PARTICULASSECCIONES DELGADAS SECCIONES PULIDAS MONTAJES DE PARTICULAS

Luz Transm itida Luz Reflejada Luz Transm itida

Clinker y CementoPorosidad ++ ++ oAlkali-Sulfato o ++ oPericlasa o ++ oCal libre o ++ ++Al i t t i l i ++Alum inato tricalcico o ++ oAlkali Alum inato + ++ +Ferrita + ++ +Alita ++ ++ ++Belita ++ ++ ++Belita ++ ++ ++Hierro metálico + ++ ++Sulfato de calcio + ++Portlandita ++ ++ ++Material crudo ++ o +Material crudo ++ o +Rocas de Cantera ++ o +Puzolanas ++ ++ ++o No recomendado.+ Recomendado, pero algo difícil, requiere más entrenam iento. Recomendado, pero algo difícil, requiere más entrenam iento.++ Recomendado, relativamente fácil.Nota: Una sección ultra-delgada y pulida bien hecha, perm ite la combinacíon de observaciones en luz transm itida y reflejada a veces simultáneamente, es probablemente el mejor método para todas las fases, ceniza volante, rocas de cantera y clinkers.Tomado de: Campbell, Donald H., 1999. Microscopical Examination and Interpretation of Portland Cement and Clinker

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA PARA ANÁLISIS MICROSCÓPICO• Las muestras pueden ser puntuales o

muestras composito de clinker.p• Se toma una muestra representativa y se

somete a homogenización y cuarteo hastasomete a homogenización y cuarteo hastareducirla aproximadamente a 5 kg.

• La muestra representativa la sometemosa una distribución granulométrica.a una distribución granulométrica.

PREPARACIÓN DE MUESTRAS DE CLINKERCLINKER

GRANULOMETRÍA DEL CLINKERGRANULOMETRÍA DEL CLINKER

• Empleamos las mallas ¾” , 3/8” , No 4 , No 8 , Fondo,

• Para determinar el porcentaje retenido en cada mallacada malla.

• Donde emplearemos los porcentajes retenidos de cada malla para convertirlos en pesos de la muestra de clinker.en pesos de la muestra de clinker.

EJEMPLO DE GRANULOMETRÍA

Masa Retenida PorcentajeDenominacion en Retenido

Abertura del TamizDenominacion en Retenido

Estandar Gramos19,00 3/4" 1250 25%(mm)

9,45 3/8" 1320 26,40%4,75 No 4 890 17,80%2,36 No 8 1180 23,60%, ,

Fondo 360 7,20%

Total 5000 100%Total 5000 100%

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA DE CLINKERMUESTRA DE CLINKER

SELECCIONADAPorcentaje MuestraSELECCIONADA• Las cantidades a emplear en nuestra

Porcentaje Muestra Retenido Empleada de

Clinker25% 25 gr

26 40% 26 4 grpreparación de la muestra las

26,40% 26,4 gr17,80% 17,8 gr23,60% 23,6 gr7,20% 7,2 gr

sometemos a una trituración manual y

Abertura del Tamiz

100% 100 gr

luego tamizamos empleando las mallas Denominacion

Estandar

Abertura del Tamiz

(mm)No 16 y No 30 1,19 No 16

0,6 No 30

( )

EMPROBETAMIENTO DE LA MUESTRA DE CLINKER

• 1. Preparamos una cápsula cilíndrica conresina donde va confinados los 100 gr declinker.

• 2. Cortamos con una sierra con discodiamantado la cápsula con el clinker

• 3. La cara de la probeta expuesta con clinker la3. La cara de la probeta expuesta con clinker lasometemos a pulimentó empleando inicialmentelijas finas y luego paños impregnados conlijas finas y luego paños impregnados conalcoholes libres de H2O y viscosos (Propilenglicol)Propilenglicol)

CORTADORA DE PROBETAS DEDE

CLINKER

PULIDORA DE PROBETAS DE CLINKER

ATAQUES QUÍMICOS PARA EL REVELADO DE LAS FASES

MINERALÓGICAS DEL CLINKERMINERALÓGICAS DEL CLINKER• 1. Nital: Ácido Nitrico diluido en alcohol al1. Nital: Ácido Nitrico diluido en alcohol al

1% ( Nos revela el C3S y el C2S).• 2 H2O: ( nos revela la cal libre en colores• 2. H2O: ( nos revela la cal libre en colores

fuertes y vivos).3 KOH S C t ió l• 3. KOH + Sacarosa: Concentración al 10% nos revela la fase Intersticial ( C3A + C4AF)C4AF)

MICROSCOPIO DE LUZMICROSCOPIO DE LUZ REFLEJADA

ANÁLISIS CUANTITATIVOANÁLISIS CUANTITATIVO

• Realizamos un barrido total de la probetacon clinker. Donde en cada intersecciónde la reglilla o cuadricula existente en unode los oculares del microscopio vamosde los oculares del microscopio, vamoscontando cuantas fases se presentan.

ANALISIS EN LA EVALUACIONANALISIS EN LA EVALUACION DEL CLINKER

• ANALISIS • ANALISIS CUANTITATIVO CULITATIVO

ANÁLISIS CUANTITATIVOANÁLISIS CUANTITATIVO• Realizamos un barrido total de la probeta con clinker.

Donde en cada intersección de la reglilla o cuadriculaexistente en un de los objetivos del microscopio vamosexistente en un de los objetivos del microscopio vamoscontando cuantas fase de clinker se presentan.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

FORMATO PARA EL CONTEO DE FASESFASES

• El contero de fases lo podemos realizar C3S C2S C3A C4AF CaOL MgO Poros

4 3 1 1 0 0 15 2 0 0 1 0 2manualmente o con

un contador mecánico

5 2 0 0 1 0 29 0 0 1 0 0 03 4 0 1 1 1 02 1 1 0 1 0 56 3 1 0 0 0 0

bacteriológico6 3 1 0 0 0 02 3 1 1 0 0 37 1 0 0 18 1 13 1

Total = 3000 Puntos o fases

CÁLCULOS PARA DETERMINAR EL ANÁLISISDETERMINAR EL ANÁLISIS

CUANTITATIVOCUANTITATIVO• Debemos tener en

cuenta las Fase DensidadC3S 3 13densidades de cada

fase del Clinker.C3S 3,13C2S 3,07

• Los poros es una fase del clinker pero su

,C3A 3,04

C4AF 3 77porcentaje cuantitativo se

C4AF 3,77CAOL 3 32

determina de forma distinta.

CAOL 3,32MgO 3,58

EJ: DETERMINACIÓN CUANTITATIVA DEL PORCENTAJE DE FASES DEL

CLINKERCLINKERC3S C2S C3A C4AF C OL M O P TOTALC3S C2S C3A C4AF CaOL MgO Poros TOTAL1150 780 380 294 14 2 380 3000

Densidad

C3S = 1150 => 43,89 x 3,13 = 137,38 => 43,31C2S = 780 => 29,77 x 3,07 = 91,39 => 28,81C3A = 380 => 14,50 x 3,04 = 44,08 => 13,90C4AF = 294 => 11 22 x 3 77 = 42 30 => 13 34C4AF = 294 => 11,22 x 3,77 = 42,30 => 13,34CaOL = 14 => 0,53 x 3,32 = 1,76 => 0,55MgO = 2 => 0,08 x 3,58 = 0,29 => 0,09

TOTAL 2620 317,20 100%

DETERMINACIÓN CUANTITATIVADETERMINACIÓN CUANTITATIVA DEL PORCENTAJE DE POROS

C3S C2S C3A C4AF CaOL MgO Poros TOTAL

1150 780 380 294 14 2 380 = 3000+

3000 => 100%380 x

x = 12,67%

ANÁLISIS CUALITATIVO

• Para la realización de este análisis solo setoman en cuenta las tres fracciones enporcentaje retenido mas representativas ysiempre la sumatoria de estas fracciones debeser mayor al 65 %

• Todas las fases del clinker incluyendo los porosse analizan por independiente.

• También se debe realizar un análisis previo alTambién se debe realizar un análisis previo almicroscópico que es el macroscópico.

ASPECTOS QUE SE DEBENASPECTOS QUE SE DEBEN TENER EN CUENTA EN UNTENER EN CUENTA EN UN ANÁLISIS CUALITATIVO EN

MICROSCOPIA DEL CLINKER

Alita Belita Cal Libre Fase Intersticial Periclasa PorosidadC3S C2S CaOL C3A+C4AF MgOg

Tamaño del Cristal Tamaño del Cristal Tamaño del Cristal Grado de Cristalizacion Tamaño del Cristal Tamaño del PoroCristalizado

Forma del Cristal Grado de Cristalizacion Tamaño de los Nidos Semi-cristalizado Forma del Cristal Forma del PoroRedondo Donde estan los Cristales Vitrea Regular Individualizado

Semi-Digitado Dendritico Interligado oDigitado Forma del Nido Intercomunicado

Donde estan los CristalesTamaño de los Nidos Regular

Donde estan los Cristales Irregular

Forma del NidoD d l C i lDonde estan los Cristales

Regular (Cluster)Irregular

ANALISIS INTERPRETATIVO

MICROFOTOGRAFÍAS DEL CLINKER


• C3S E idi i lEquidimensional.

• Zona intersticial bien definida donde los cristales de C4AF se observan de color carmelito.

• Cristales de C2S en estado digitado.g


• Cristales de C3S l lcolor azul.

• Cristales de C2S redondeados color amarillo.

MICROFOTOGRAFÍAS DELMICROFOTOGRAFÍAS DEL CLINKER

• Fase intersticial de (C3A C4AF) bi(C3A y C4AF) bien definida color café.


• Cristales de C3S color azul.

• Cristales de C2S redondos colorredondos color amarillo.

• Fase intersticial• Fase intersticial definida entre C4AF y C3Ay C3A.

• Presencia de poro con forma reg larcon forma regular no interligado.


• Cristales de C3Scolor amarillo.

• Fase intersticialcristalizada. No haycristalizada. No haydefinición entre elC3A y el C4AF.C3A y el C4AF.

• Presencia decristales de belitacristales de belitaredondeados degran tamaño congran tamaño conlamelas.


• Presencia de C3S dC3S de gran tamaño

ib li ticanibalistico color azul.

MICROFOTOGRAFÍAS DELMICROFOTOGRAFÍAS DEL CLINKER

• Cristales de belitai i i den inicio de

digitación.• C3A y C4AF bien

definidos.

MICROFOTOGRAFÍAS DEL CLINKERCLINKER

• Cristales de C3S l lcolor azul con

presencia de poca f i t ti i lfase intersticial y poros interligados.


• Abajo nido de beiltas.• En el centro en color

azul: cristales de C3S con poca fase intersticial.

• Arriba izquierda:Arriba izquierda: cristales de cal libre en nidos con formaen nidos con forma irregular y sin contorno definido.contorno definido.


• Nido de C2S en f l d lforma alargada, color azul.

• Cristales de C3S color café.


• Cristales de C2S de gran tamañogran tamaño

• Cristales de C3S equidimensionalesequidimensionales bien definidos color café oscurocafé oscuro.

• Fase intersticial vitrea indicativa devitrea indicativa de un buen enfriamiento secundariosecundario.


• Cristales de alitaCLINKER

Cristales de alita equidimensionales de coloraciónde coloración amarillo. En la parte inferior se nota uninferior se nota un poro.

• Cristales redondos• Cristales redondos de belita color café oscurooscuro.

• Fase intersticial donde se notandonde se notan algunos cristales de C4AF color café


• Cristales de C3S y C2S i t dC2S sin ataque de revelación (color bl )blanco).

• Fase intersticial color café bien definida.


• Cristales de C3S ib lí ti dcanibalísticos de

gran tamaño, ñ d dacompañados de

belita secundaria.


• Cristales de C3Si t í isin ataque químico

de revelaciónd d d tdonde se denotaun rosario de belita

d isecundaria.


• Cluster de C2S i di ti dindicativo de una deficiencia en

li d ilí imolienda silícica.


• Cristales de cal libre colores vivos en un nido en forma irregular.


• Cristales de periclasa enpericlasa en forma dendrítica color rosadocolor rosado pálido provenientes deprovenientes de caliza dolomítica.

GRACIAS

Documents

Microscopia Del Clinker