Aluminatos de calcio

Los aluminatos de calcio son una gama de materiales ^[2] que se obtienen calentando óxido de calcio y óxido de aluminio juntos a altas temperaturas. Se utilizan en la fabricación de refractarios y cementos .

Las fases estables que se muestran en el diagrama de fases (formadas a presión atmosférica bajo una atmósfera de humedad normal ) son:

Aluminato tricálcico , 3CaO _·_Al2O3 ( _C3A)
Hepta-aluminato de dodecacalcio , 12CaO·7Al ₂ O ₃ ( C ₁₂ A ₇ ) (antes conocido como mayenita ^[3] )
Aluminato monocálcico , CaO· _Al2O3 (CA) (que se presenta en la naturaleza como krotita y dmitryivanovita , dos polimorfos _[⁴ ] )
Dialuminato monocálcico, CaO·2Al ₂ O ₃ ( CA ₂ ) (que se presenta en la naturaleza como grossita ^[5] )
Hexaaluminato monocálcico, CaO·6Al ₂ O ₃ ( CA ₆ ) (que se presenta en la naturaleza como hibonita, un representante del grupo de la magnetoplumbita ^[6] )

Además, otras fases incluyen:

Aluminato dicálcico, 2CaO·Al2O3 ₍ C2A ) , que existe solo a presiones superiores a 2500 MPa. ^[7] El cristal es ortorrómbico _, con una densidad de 3480 kg·m ^{−3 . El aluminato dicálcico natural}, brownmillerita, _puede formarse a presión normal pero a temperatura elevada en zonas pirometamórficas, por ejemplo, en pilas de minas de carbón en llamas. [8 ^]
El trialluminato de pentacalcio, 5CaO·3Al ₂ O ₃ ( C ₅ A ₃ ), se forma únicamente en una atmósfera anhidra y libre de oxígeno. El cristal es ortorrómbico, con una densidad de 3067 kg·m ⁻³ . Reacciona rápidamente con el agua.
El trialluminato de tetracalcio, 4CaO·3Al ₂ O ₃ ( C ₄ A ₃ ), es una fase metaestable formada al deshidratar 4CaO·3Al ₂ O ₃ ·3H ₂ O ( C ₄ A ₃ H ₃ ).

Reacción de hidratación

A diferencia de los cementos Portland , los aluminatos de calcio no liberan hidróxido de calcio ( Ca(OH) ₂ , portlandita o cal ) durante su hidratación.

Cementos de aluminato de calcio
Cemento
Notación química del cemento (CCN)
en la que las siguientes abreviaturas para óxidos de calcio y aluminio se definen como:
- C = CaO
- A = Al2O3
Hidrocalumita
Mayenita
Ye'elimite , C ₄ A ₃ S̅ , un sulfoaluminato de calcio anhidro natural raro

^ Hosono, H.; Tanabe, K.; Takayama-Muromachi, E.; Kageyama, H.; Yamanaka, S.; Kumakura, H.; Nohara, M.; Hiramatsu, H.; Fujitsu, S. (2015). "Exploración de nuevos superconductores y materiales funcionales, y fabricación de cintas y cables superconductores de pnictidos de hierro". Ciencia y tecnología de materiales avanzados . 16 (3): 033503. arXiv : 1505.02240 . Bibcode :2015STAdM..16c3503H. doi :10.1088/1468-6996/16/3/033503. PMC 5099821 . PMID 27877784.
^ Taylor HFW (1990) Química del cemento , Academic Press, ISBN 0-12-683900-X , págs. 34–38.
^ "Supergrupo Mayenita".
^ "Crotita".
^ "Grossite".
^ "Hibonita".
^ Taylor HFW (1990) Química del cemento , Academic Press, ISBN 0-12-683900-X , págs. 28, 29.
^ "Brownmillerita".

Buttler, FG; Dent Glasser, LS; Taylor, HFW (marzo de 1959). "Estudios sobre 4CaO·Al2O3 _· 13H2O y el _mineral natural relacionado hidrocalumita". Revista de la Sociedad Cerámica Americana . 42 (3): 121–126. doi :10.1111/j.1151-2916.1959.tb14078.x. _eISSN1551-2916 . ISSN 0002-7820.