REGENERACIÓN TERMOQUÍMICA DE LA PASTA DE CEMENTO HIDRATADA: MONITOREO IN SITU BAJO RADIACIÓN SINCROTRÓN

Resumen

El reciclaje de residuos de construcción y demolición en materiales cementicios suplementarios activos requiere una comprensión precisa de las transiciones de fase térmicas en el cemento Portland hidratado. Este estudio emplea difracción de rayos X sincrotrón de alta resolución, tanto estática (ex situ, ESRF) como dinámica (in situ, SIRIUS), combinada con el refinamiento de Rietveld, para mapear la evolución cristalográfica de la pasta de cemento durante el tratamiento térmico. Una calibración instrumental robusta, utilizando el perfil pseudo-Voigt TCHZ, garantizó una cuantificación microestructural precisa.

El análisis dinámico in situ reveló una secuencia termodinámica compleja: tras el colapso térmico inicial de la etringita, se observó una anomalía de deshidroxilación-carbonatación simultánea entre 420 °C y 560 °C. En esta etapa, la portlandita en descomposición generó cal viva (CaO) altamente reactiva que se carbonató instantáneamente en calcita, un proceso catalizado por el vapor de agua liberado localmente. Por encima de 650 °C, la descomposición de esta calcita secundaria inundó la matriz con CaO libre, desencadenando una recombinación masiva en estado sólido con la sílice amorfa para regenerar belita activa.

De manera crucial, el análisis comparativo demostró que los métodos estáticos ex situ se ven gravemente comprometidos por rápidas reacciones retrógradas (rehidratación y recarbonatación) durante el enfriamiento atmosférico, lo que pone de relieve la necesidad absoluta de instrumentación in situ para determinar los verdaderos límites cinéticos a alta temperatura. Estos hallazgos proporcionan un referencial cristalográfico definitivo para optimizar protocolos industriales de calentamiento, demostrando la viabilidad termoquímica del reaprovechamiento (upcycling) de pastas de cemento hidratadas en fases de clínker sostenibles y reactivas para la economía circular.