Cuantificación de las fases cristalinas del clinker por difracción de rayos X (XRD) en la planta San Miguel, Cementos Progreso, S.A.

Abstract

El clinker está compuesto por cuatro fases principales: alita (silicato tricálcico, 3CaO.Si02), belita (silicato dicálcico, 2Ca0 Si02), aluminato (aluminato tricálcico, 3CaO.A1203) y ferrita (aluminoferrato tetracálcico, 4Ca0 A1203•Fe203); y pequeñas cantidades de periclase (óxido de magnesio, MgO), cal viva (óxido de calcio, CaO) y sulfatos de álcalis. La formación de cada una de estas fases a partir de la materia prima está relacionada con la llama (forma, longitud, radiación, combustible), temperatura y tiempo de quemado, el tiempo de enfriamiento y la composición de la mezcla inicial. Cada una de estas fases da diferentes propiedades al clinker fabricado, y por consiguiente al cemento. Las dos fases de mayor importancia son la alita, que es responsable de las resistencias tempranas cuyos estados de cristalización dependen de la temperatura y la belita de la cual dependen las resistencias tardías. Estas dos fases se encuentran en una matriz denominada fase líquida, que está formada por aluminato y ferrita. Debido a que la composición del clinker afecta las características del cemento, es necesario conocer la cantidad presente de cada una de las fases. Esto puede determinarse de una forma teórica, conociendo la composición química del clinker y utilizando las Ecuaciones de Bogue3. También pueden determinarse experimentalmente, utilizando microscopía óptica o difracción de rayos X. La difracción de rayos X permite la identificación de cada una de las fases, es decir cada una de las estructuras cristalinas del clinker, al determinar la intensidad de su o sus picos de difracción para cada compuesto. Estos picos de difracción de rayos X se obtienen a un ángulo específico 20 para cada una de las estructuras cristalinas que componen el clinker. En este trabajo se establece la manera de cuantificar las fases del clinker por difracción de rayos X utilizando un analizador Thermo ARL 9800 Total Cement Analyzer en la Planta San Miguel de Cementos Progreso S.A.