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Rendimiento mecánico y mecanismo microestructural de un sistema cementante compuesto ternario de silicato-ferroaluminato-cenizas volantes
2026-08-06 17:13:08
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0 Introducción
El cemento Portland ordinario (OPC, por sus siglas en inglés) sigue siendo el aglutinante hidráulico dominante en la construcción global debido a su excelente desempeño mecánico, amplia disponibilidad y tecnología de producción bien establecida. Sin embargo, con la rápida expansión del desarrollo de infraestructura global, varias limitaciones de los sistemas OPC se han vuelto cada vez más evidentes, incluyendo el desarrollo de resistencia a edades tempranas relativamente lento, la liberación concentrada de calor de hidratación, la contracción por secado significativa y los desafíos de durabilidad en entornos exigentes como estructuras marinas y proyectos de reparación rápida.
Mientras tanto, la industria del cemento está bajo una presión creciente para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. La fabricación de cemento representa aproximadamente el 7–8% de las emisiones globales de CO₂, resultando principalmente de la producción de clínker a alta temperatura y la descarbonización de la piedra caliza. Por lo tanto, el desarrollo de materiales cementicios de bajo carbono con menor consumo de clínker, mejor desempeño mecánico y durabilidad mejorada se ha convertido en una dirección de investigación clave en todo el mundo.
El cemento de ferroaluminato (FAC, por sus siglas en inglés), un cemento hidráulico especializado con un alto contenido de fases de ferroaluminato, ha atraído una atención creciente debido a su rápido desarrollo de resistencia, características de baja contracción, resistencia a la corrosión y una demanda de energía de producción de clínker relativamente menor en comparación con el cemento Portland tradicional. Sus principales fases de clínker incluyen sulfoaluminato de calcio (C₄A₃S), silicato dicálcico (C₂S) y ferroaluminato de calcio (C₄AF).
Sin embargo, similar a otros sistemas de cemento de fraguado rápido, el FAC puro puede sufrir un desarrollo insuficiente de resistencia a edades posteriores o una reducción de resistencia debido a la limitada cantidad de productos de hidratación a largo plazo. Para superar esta limitación, los materiales cementicios suplementarios (SCMs, por sus siglas en inglés), especialmente las cenizas volantes (FA, por sus siglas en inglés), han sido ampliamente estudiados.
Las cenizas volantes, un subproducto industrial disponible a nivel mundial, mejoran la trabajabilidad mediante el empaquetamiento de partículas y los efectos de bolas de rodamiento. Mientras tanto, su actividad puzolánica consume hidróxido de calcio (CH) y produce gel adicional de silicato de calcio hidratado (C–S–H), contribuyendo a la resistencia a largo plazo
