Ver cemento seco

Cuando escuchó por primera vez a un colega hablar sobre la investigación del cemento, dice Ronald Berliner, físico nuclear de la Universidad de Missouri-Columbia, me di cuenta con horror de que no tenía idea de lo que era el cemento. Cuatro años después, Berliner sabe mucho sobre cemento; de hecho, está ampliando las fronteras de lo que sabemos sobre esta sustancia omnipresente pero poco entendida, que es crucial en la fabricación de hormigón, el material industrial más común del mundo.



El cemento es una mezcla compleja; El cemento Portland (el tipo que se usa comúnmente para los edificios) está hecho principalmente de silicatos y aluminatos, con una pizca de sodio, potasio, azufre, hierro y magnesia. Los científicos saben desde hace mucho tiempo que los ingredientes se combinan con el agua para formar hidratos, que unen arena y piedra al hormigón. Sin embargo, una comprensión química rigurosa de este proceso ha resultado difícil de alcanzar, porque la mayoría de los métodos analíticos no funcionan con cemento húmedo.

Empresas que escuchan su voz interior

Esta historia fue parte de nuestro número de mayo de 1998





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Particularmente misteriosa es la fase inactiva de 6 a 8 horas entre el período corto inicial de reacción rápida, cuando se agrega agua por primera vez a la mezcla de concreto, y un período posterior de endurecimiento rápido. Berliner está utilizando dispersión de neutrones cuasielástica para concentrarse en un aspecto clave de la fase inactiva: la reacción del silicato tricálcico (el compuesto predominante en la mezcla de cemento) con agua. Su trabajo revela que cuando se agrega agua al cemento, se forma una costra alrededor de cada grano de cemento. Después de eso, las moléculas de agua tardan cada vez más en difundirse hasta el cemento seco del interior. Ese lento proceso de difusión explica la misteriosa fase latente.

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Berliner espera que saber con precisión cómo se combinan el silicato tricálcico y las moléculas de agua conducirá a formas de optimizar la reacción, produciendo un hormigón más resistente y duradero. E incluso las pequeñas mejoras podrían generar enormes ahorros, porque cada año se fabrica una gran cantidad de concreto (350 millones de toneladas métricas) en todo el mundo.

Además, mejorar la resistencia del hormigón podría reducir el volumen requerido en las estructuras, lo que sería una buena noticia para el medio ambiente. La fabricación de cemento es uno de los principales culpables del calentamiento global; Se estima que el 10 por ciento de los gases de efecto invernadero generados por la actividad humana se forman en la producción de cemento, que también utiliza aproximadamente el 3 por ciento de la capacidad de generación eléctrica de EE. UU.



Berliner ahora está utilizando técnicas de dispersión de neutrones para atacar la plaga del hormigón que está provocando el rápido deterioro de muchas carreteras y puentes. Encontrar una cura haría que ver cómo se seca el cemento sea mucho más interesante de lo que parece inicialmente.

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