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Pruebas industriales en la industria siderúrgica

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Pruebas industriales en la industria siderúrgica

Las briquetas de cal dolomítica son una alternativa eficiente en la industria siderúrgica debido a su uniformidad de tamaño y composición química, garantizando así su estabilidad física en el tiempo que permitirá un menor desperdicio del material reactivo al ser adicionadas a los procesos productivos en donde serán suministradas.

Una prueba industrial debe realizarse cuando se deben validar las características de un producto y su comportamiento en el proceso productivo, o bien si se requiere realizar cambios operativos y se desea medir el resultado para concluir si el cambio de proceso o producto será efectivo.

En el caso de la introducción de briquetas de cal dolomítica en la industria siderúrgica, el producto se utiliza en la eliminación de impurezas como silicio, azufre y fósforo; en la formación de escorias, prolongación del revestimiento refractario y en el control de pH en la escoria; motivo por el cual si se desea medir su desempeño es necesario considerar una prueba industrial, valorando el cumplimiento de cada uno de sus objetivos por medio de indicadores del proceso siderúrgico.

Como primer paso es necesario conocer las características físicas y químicas del producto evaluado vs el producto de línea, para tener claridad sobre las dosificaciones por considerar y establecer una línea base de comparación inicial. Como segundo paso hay que delimitar las variables del proceso en un tiempo previo y durante la prueba, dichas variables operativas pueden ser: dosificación de materia prima, composición química, consumo energético, consumo de otros reactivos en el proceso, índices de basicidad en escorias producidas, diferencias generales observadas en manejo del material, entre otros.

Conclusión:

La conclusión general de una prueba industrial debe quedar documentada en un informe técnico en donde se discutan los datos obtenidos, considerando que ambos productos deberán ser comparados hasta donde sea posible en igualdad de condiciones, tratando de no variar en mucho el proceso per se, para que las conclusiones y recomendaciones puedan ser certeras y no existan sesgos que impida tomar la mejor decisión costo y beneficio.

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Ing. Marcia Salguero

Asesor Técnico
CI+D Cal

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La calorimetría como herramienta para la evaluación del desempeño de cemento

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La calorimetría como herramienta para la evaluación del desempeño de cemento

El comportamiento de fraguado y el desarrollo de la resistencia de un sistema cementoso dependen de su cinética de hidratación, que a su vez depende de las propiedades químicas y físicas de los materiales que lo componen. Cuando el cemento se hidrata libera calor, en lo que se conoce como una reacción química exotérmica. El estudio de este intercambio de calor es el concepto base de la calorimetría. Este método puede ser utilizado para evaluar pastas de cemento o mortero, para encontrar correlación con las propiedades finales de la mezcla, como el fraguado del cemento y el desarrollo de resistencia inicial.

La hidratación del cemento es el proceso mediante el cual este material, al mezclarse con el agua, reacciona y empieza a generar enlaces o estructuras cristalinas, que lo convierten en un material aglutinante (Silva, 2022). La fase inicial de hidratación es sumamente importante, ya que determinará las características finales del cemento fraguado. Para estudiar a profundidad las fases tempranas de esta reacción se utiliza la calorimetría. El estudio de liberación de calor también puede aportar información importante sobre la composición de Clinker, arcillas o el efecto de agregados en la mezcla de cemento (Jiménez Carballo, 2013)

Los resultados de la calorimetría generalmente se evalúan gráficamente comparando las diferencias en la respuesta de las pruebas de diferentes mezclas. Por lo general se grafica una mezcla de referencia con un comportamiento estudiado en conjunto con las

muestras que se desean analizar. La calorimetría isotérmica se considera una técnica cuantitativa, por lo que además del análisis cualitativo de las gráficas, se pueden obtener resultados numéricos significativos. Además de la energía cuantificada por el calorímetro, se puede integrar la gráfica para obtener el calor total de la reacción de forma directa (Calmetrix, 2015). Una curva calorimétrica indica varios parámetros sobre la cualidad del concreto, como la trabajabilidad, el tiempo e fraguado, la resistencia a compresión y el balance de sulfatos (ASTM, 2009).

El uso de calorimetría para estudiar cemento presenta varias ventajas. Para mencionar algunas, se pueden obtener datos continuos sobre el desempeño de la muestra con una mínima intervención del operario que esté realizando la prueba. Adicionalmente se pueden correr varios ensayos simultáneamente. Se puede utilizar no solo para cemento sino para estudiar la interacción de materiales como aditivos, arcillas, combustibles y clinker. Además, al construir un modelo matemático con los productos que se trabaje, se puede hacer una correlación directa entre una calorimetría, tiempos de fraguado y resistencias a compresión. Otra de las ventajas de un calorímetro isotérmico es que el tamaño de la muestra requerido es relativamente

pequeña comparada con otros métodos de evaluación. Además, permite estudiar el comportamiento de la reacción de hidratación a diferentes temperaturas (Calmetrix, 2015). La hidratación del cemento es el proceso mediante el cual este material, al mezclarse con el agua, reacciona y empieza a generar enlaces o estructuras cristalinas, que lo convierten en un material aglutinante (Silva, 2022). La fase inicial de hidratación es sumamente importante, ya que determinará las características finales del cemento fraguado. Para estudiar a profundidad las fases tempranas de esta reacción se utiliza la calorimetría. El estudio de liberación de calor también puede aportar información importante sobre la composición de Clinker, arcillas o el efecto de agregados en la mezcla de cemento (Jiménez Carballo, 2013)

Resultados y Ventajas

Los resultados de la calorimetría generalmente se evalúan gráficamente comparando las diferencias en la respuesta de las pruebas de diferentes mezclas. Por lo general se grafica una mezcla de referencia con un comportamiento estudiado en conjunto con las muestras que se desean analizar. La calorimetría isotérmica se considera una técnica cuantitativa, por lo que además del análisis cualitativo de las gráficas, se pueden obtener resultados numéricos significativos. Además de la energía cuantificada por el calorímetro, se puede integrar la gráfica para obtener el calor total de la reacción de forma directa (Calmetrix, 2015). Una curva calorimétrica indica varios parámetros sobre la cualidad del concreto, como la trabajabilidad, el tiempo e fraguado, la resistencia a compresión y el balance de sulfatos (ASTM, 2009).

El uso de calorimetría para estudiar cemento presenta varias ventajas. Para mencionar algunas, se pueden obtener datos continuos sobre el desempeño de la muestra con una mínima intervención del operario que esté realizando la prueba. Adicionalmente se pueden correr varios ensayos simultáneamente. Se puede utilizar no solo para cemento sino para estudiar la interacción de materiales como aditivos, arcillas, combustibles y clinker. Además, al construir un modelo matemático con los productos que se trabaje, se puede hacer una correlación directa entre una calorimetría, tiempos de fraguado y resistencias a compresión. Otra de las ventajas de un calorímetro isotérmico es que el tamaño de la muestra requerido es relativamente pequeña comparada con otros métodos de evaluación. Además, permite estudiar el comportamiento de la reacción de hidratación a diferentes temperaturas (Calmetrix, 2015).

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Ing. Sofía Cintrón

Asesora Técnico CI+D
Cementos Progreso

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