Los beneficios de la microscopía de clínker

La microestructura del clínker tiene una marcada influencia en la mayoría de las características de desempeño del cemento y el concreto, incluida la demanda de agua, la trabajabilidad, así como el fraguado y el desarrollo de la resistencia. Sin embargo, el estudio y la interpretación de la microestructura del clínker siguen siendo relativamente complejos y, en general, no estandarizados, lo que dificulta su uso para la predicción típica del desempeño del cemento y el hormigón.

La evaluación del clínker mediante análisis químico como XRF y el análisis de fase de composición por QXRD por si solas, no identifican consistentemente las características obvias de desempeño del cemento en el producto terminado o en el concreto. Las variaciones microestructurales sutiles o gruesas entre los clinkers son a menudo las culpables y pueden ser causadas por cambios en la operación del horno o en la alimentación cruda. Por tanto, los clinkers que tienen una composición idéntica en XRF y QXRD pueden tener características de rendimiento marcadamente diferentes.

La microestructura del clínker se ha estudiado ampliamente a través de numerosos métodos microscópicos, incluidas las secciones delgadas petrográficas y el método "Ono". Sin embargo, estas técnicas tienen limitaciones en la comprensión general de las características del clínker y, a menudo, es difícil comparar la calidad de los clínker de diferentes fuentes utilizando estos métodos.

Un enfoque preferido es en base a un método de microscopía óptica de clínker completo, que utiliza el examen microscópico de nódulos intactos de fracciones de varios tamaños, tomados de una muestra representativa más grande. La técnica permite la observación directa de la microestructura y composición del clínker, mostrando alita, belita, fase intersticial y otras características, como porosidad, homogeneidad, sulfato alcalino, cal libre y sulfato de calcio, para comprender mejor la historia térmica del clínker.

Estos conocimientos permiten evaluar el tamaño de la alita, la temperatura y la atmósfera, la velocidad de enfriamiento, las características de la alimentación cruda y más. Esto puede informar decisiones sobre el clínker utilizado. Por ejemplo, es evidente que una combustión más intensa y un enfriamiento más lento dan como resultado un tamaño de cristal medio estimado mayor, lo que tiende a reducir la resistencia. La combustión más dura también tiende a producir clínker con un mayor contenido de finos que es más difícil de moler.

La microscopía óptica es una herramienta poderosa para investigar y optimizar la calidad del clínker y, en última instancia, el rendimiento del cemento. GCP ha podido utilizar la microscopía óptica para encontrar vínculos entre la microestructura y el rendimiento de los aditivos de cemento. También es posible emplear microscopía electrónica de barrido con análisis de rayos X de dispersión de energía en las mismas muestras para confirmar las posibles diferencias de composición en línea con las observaciones realizadas en el microscopio óptico.