La Cal Hidratada en los Concretos - Anfacal

El concreto es el resultado de mezclararena (agregado fino), grava (agregadogrueso), agua y un agente cementante,por lo regular cemento portland o algunode los tipos estandarizados de cementoexistentes. Sin embargo existen otros agentescementantes como los son las escorias dealto horno, cenizas residuales de procesosde combustión, arenas con sílices activos,cal y en general cualquier mezcla quepresente los tres elementos básicos parauna reacción puzolanica:› Aluminio› Calcio› Silicio

El que se presenten los tres elementosanteriores no significa que reaccionen“espontáneamente”, para que se llevena cabo las reacciones de “fraguado”,los compuestos de dichos elementosdeben de presentar actividad química. Primeramente conozcamos como sellega a la integración de loscomponentes en las matricescementantes del concreto y en generalde cualquier mezcla con reaccionespuzolanicas.

Cal:Materia prima: Caliza Calcinación a 1100ºCFormación de CaO Se agrega agua paraformar cal hidratadaCa(OH)2Listo para usoCemento:Materia prima: Caliza omargas, arcilla (por loregular caolín), Fierro comocatalizador Calcinación a 1320ºCFormación de complejosdeshidratados desilicoaluminatos y CaOAdición de yeso paracontrolar velocidad dehidrataciónListo para utilización

Primeramente debemos comprenderque tanto el cemento como la caltienen una completa compatibilidadquímica, el agregar cal al concretotiene su origen en el tipo deproblemática que se quiere resolver oen las propiedades que se quierenmodificar.

Al agregar entre un 3% y 7% de cal conrespecto al peso de cemento en elconcreto, la mezcla se vuelve muyfluida, permitiendo bajar los costos devibración y en el caso de cimbrasencofradas permite que el concretollegue hasta las zonas más inaccesibles,evitando costos extras de reparación alretirar la cimbra

Es importante mencionar que la cantidadde agua inicial en la mezcla se modifica(aumenta), sin embargo la disponibilidadde Calcio extra provoca una mayorformación de bisilicatos cálcicos que sonlos responsables de la resistencia delconcreto, en la práctica el diseño deresistencia normalmente aumenta. Debido al pequeño tamaño de partículade la cal, el poro se reduce formandomonolitos impermeables, con el tiempo elhidróxido remanente forma otra matriz deCarbonato de calcio que aumenta laresistencia en el largo plazo.

El sistema cal-cemento del concreto, formauna excelente barrera de protección alataque químico, presenta resistencia a lossulfatos, en general a los ácidos, a laseflorescencias (salitre; formadoprincipalmente por sales de origenamoniacal, sodio y potasio) así como a loscompuestos de fosforo. Éste sistema ha sido utilizado con gran éxitoen la fabricación de drenajes municipalese industriales.

Algunos de los proyectos que hanutilizado en México la protecciónquímica:› Cimentación de turbinas de la nueva centraltermoeléctrica Mitsubishi en Puerto Madero.› Instalaciones de la marina en puerto PuntaPeñasco Sonora.› Ampliaciones en el puerto de Veracruz.› Desarrollo Puente del Mar Grupo Geo,Acapulco.› Desarrollo Los Héroes, Grupo Sadasi, Edo-Mex.› Ampliación de red de drenaje municipalPuebla, Puebla.

Una de las aplicaciones másinteresantes y menos difundidas es lacapacidad que tiene la cal para evitarla corrosión del acero en el concreto. Para explicar lo anterior es necesarioprofundizar un poco en el fenómeno dela corrosión, que presenta siempre unproblema de tiempo de vida en lasestructuras.

La corrosión es en última instancia unfenómeno eléctrico, las estructuras quecontienen metales y el caso específicodel acero de refuerzo se degradan porsu capacidad de conducir la corrienteeléctrica, dando origen a reacciones detipo electroquímico. Solo existen tres maneras de controlar lacorrosión:› Pasivación› Protección Catódica› Alcalinización de soluciones

Cuando el ambiente que rodea al acero(Fierro), se torna altamente alcalino, loscompuestos que se forman no pueden pasar aformas oxidadas de tal manera que se formaun sistema pasivo, el cual dura mientras el pHse mantenga elevado, un concretoadicionado con cal adecuadamente formauna capa de Fe2O3 o en su caso de Fe3O4internamente sobre el acero de refuerzo,impidiendo su posterior degradación, aunqueel sistema ya no tenga cal disponible, la capainterna impide la corrosión.

En un buen diseño de mezcla laresistencia aumenta si no se muevenotros parámetros, lo que se hacenormalmente es ajustar la cantidad deagregados y arena o cemento demanera a que se alcance la resistenciarequerida con las propiedadesmodificadas que se necesitan.

Por último lo que siempre se recomienda es que sehagan ensayos preliminares, sobre todo engrandes proyectos, por un lado para optimizar lasformulas y los materiales y por otro para detectarotras variables que intervienen como lo son lasarenas activas vs pasivas, contaminantes en losagregados, presencias de componentes quepuedan intervenir en la reacción y diseñosutilizando simultáneamente otros modificadoresdel comportamiento, ya sea acelerantes oretardantes de fraguado, aditivos de altaresistencia, silicas micronizadas o usos decementos especiales como los vidriados,semitransparentes o blindados.