Estudio de la hidratación de cementos tipo belita-ye´elimita-ferrita (byf).

Abstract

El cemento y el hormigón son materiales fundamentales en la construcción moderna, cuya demanda seguirá aumentando debido al crecimiento urbano proyectado para 2050. Tras el agua, son las sustancias más utilizadas en el planeta, aunque su producción representa alrededor del 7 % de las emisiones globales de CO₂. Para cumplir con los objetivos de la UE de reducir un 55 % las emisiones de gases de efecto invernadero para 2030, la industria cementera busca alternativas sostenibles, entre ellas los cementos de baja huella de carbono. Estos se dividen en dos grupos: los que reducen el contenido de CaO, como los cementos BYF o BCSA, y los que sustituyen parte del clínker por materiales suplementarios cementantes (SCM).

La Tesis se centra en los cementos BYF/BCSA, capaces de reducir hasta un 40 % las emisiones, gracias a la menor necesidad de cal y a temperaturas de fabricación más bajas. Sin embargo, presentan una hidratación más lenta, lo que limita sus resistencias iniciales. Para superar este inconveniente se introduce la ye´elimita, que acelera la reacción, y se exploran aditivos como bórax, TIPA y CaCl₂.

Se estudian tres cementos: un BYF estándar (St-BYF), un BYF activado con bórax (B-BYF) y un BCSA comercial. Los objetivos principales incluyen analizar la hidratación y reología de estos cementos, evaluar la influencia de aditivos y determinar las condiciones óptimas para la reactividad de la belita.

Los resultados muestran que el St-BYF es más reactivo y presenta mejores resistencias que el B-BYF, aunque este último mejora notablemente con aceleradores. La adición de CaCl₂ y TIPA acelera la hidratación, reduce la viscosidad y aumenta las resistencias tempranas en más de un 150 %. En el caso del BCSA, se demuestra que la reactividad de la belita depende de la disponibilidad de agua no combinada (umbral ~12 %) y de la temperatura, factores clave para garantizar un proceso eficiente.