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Microscopio de Cemento – Petrografía, Observaciones y Discusión

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El cemento es una sustancia muy fina y blanda que se utiliza como aglomerante en la construcción. Aquí se utiliza para unir arena y grava (para formar hormigón) que luego se puede utilizar en la construcción de puentes, carreteras, presas y edificios, etc. Según algunos informes, se sugiere que el polvo sea lo suficientemente fino para pasar a través de un tamiz capaz de retener agua.

En la industria del cemento, la microscopía ha demostrado ser una de las herramientas más valiosas que se utilizan para examinar cada paso de la fabricación del cemento para garantizar que se elabore un producto de alta calidad. Esto puede implicar la inspección de un respaldo de polvo delgado, una sección delgada de pasta de cemento de clínker de cemento, etc. utilizando una serie de técnicas adecuadas para la muestra en estudio.

Mientras que una sección pulida de clínker de cemento se examina bajo luz transmitida bajo un microscopio, la luz transmitida se usa para observar y examinar secciones delgadas.

Microscopio de Cemento - Petrografía, Observaciones y Discusión

Estas técnicas, que se realizan fácilmente en pocos minutos, permiten a los técnicos estudiar detalles como el tamaño de los cristales, la morfología, la distribución y la abundancia de muestras y así evaluar la calidad de los diferentes lotes.

Grandes grumos de cal libre en la muestra son evidencia de partículas gruesas de piedra caliza, así como también de alita gruesa, lo que indica una tasa de calentamiento lenta. Por lo tanto, la microscopía es una herramienta valiosa en el control de calidad que garantiza que los consumidores reciban un producto de calidad para fines de construcción.

Un poco de historia

Una de las primeras personas en estudiar el cemento bajo un microscopio fue Le Chatelier (en la década de 1870) utilizando un microscopio polarizador. Usando el microscopio, Le-Chatelier pudo estudiar las propiedades del cemento antes y después de su conversión a un estado de dureza en lo que ahora se conoce comúnmente como prueba de resistencia del cemento. Dependiendo de las condiciones de curado, Le-Chatelier notó que el volumen absoluto de pasta de cemento hidratada podría ser menor que el del agua utilizada para hidratarla.

A través de su investigación del clínker de cemento, también notó que el silicato tricálcico era el componente principal del clínker, lo que lo llevó a concluir que era el agente cementante más importante. Posteriormente, estudios de Tornebohm, un investigador sueco, identificaron cuatro tipos de cristales en el clínker (belita, celita, felita y alita) así como residuos isotrópicos. Estos primeros estudios sentaron las bases para un mayor análisis y estudio del cemento utilizando técnicas microscópicas.

* El clínker de cemento es un material nodular que normalmente se obtiene calentando piedra caliza y arcilla trituradas. Estos nódulos luego se muelen hasta convertirlos en un polvo fino para producir cemento. Por lo tanto, cortar y moler un nódulo de este material te daría una idea de cómo se vería el cemento bajo el microscopio.

* Aunque se utilizan varios tipos de microscopios para diferentes procesos analíticos, el microscopio petrográfico es la técnica microscópica más utilizada para la microscopía del cemento.

Microscopio petrografico

También conocido como microscopio polarizador, luz petrográfica, es un microscopio compuesto que utiliza luz polarizada para el análisis e identificación de rocas y minerales. Con esta técnica, es posible identificar características como la textura y características asociadas con determinados minerales y rocas, etc., lo que convierte al microscopio en una herramienta valiosa para el control de calidad en la industria del cemento.

Algunas de las partes principales de un microscopio petrográfico incluyen:

Iluminador – Situado en la base del microscopio, el iluminador se utiliza para microscopía de luz transmitida
Montaje de subetapa – Situado bajo la platina del microscopio y consta de piezas que regulan la luz. Estos incluyen el condensador, los filtros de luz, el polarizador inferior y los diafragmas.
Escenario – Esta es la plataforma en la que se coloca la sección / muestra para su observación. En comparación con muchos otros microscopios, la platina de un microscopio petrográfico se puede girar, lo que permite que la muestra o el espécimen giren durante la observación.
Polarizadores – Los dos polarizadores de un microscopio petrográfico incluyen el polarizador ubicado en la subplatina y el analizador que se ubica entre los objetivos y la lente de Bertrand. Los dos polarizadores están normalmente en un ángulo de 90º entre si

Algunas de las otras partes incluyen:

Perillas de enfoque (las perillas de enfoque grueso y fino)
Torreta de objetivos y objetivos de microscopio
Oculares y oculares
Cámara
Placas accesorias (a menudo insertadas sobre los objetivos para pruebas ópticas avanzadas)

Cemento bajo un microscopio

Para este experimento, harás secciones delgadas de clínker de cemento para microscopía.

Al final de esta actividad, usted debería ser capaz de:

Prepare eficientemente secciones lo suficientemente delgadas para microscopía
Identificar varios minerales cristalinos presentes en la muestra.
Comprender cómo usar un microscopio petrográfico

Material requerido

Nódulos de Clinker
Vial de vidrio o plástico (alrededor de 25 mm de diámetro)
Resina líquida (epoxi)
Microondas
Sierra de diamante
Pulidora con abrasivo fino – Se recomienda tener pulidoras con abrasivos cada vez más finos
Disolvente no acuoso
Microscopio petrográfico
1,2-propanodiol
Adhesivo para diapositivas

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Procedimiento

· Coloque los nódulos de clinker en el vial. Si los nódulos son demasiado grandes, puede triturarlos para hacer nódulos más pequeños y colocarlos en el vial de vidrio/plástico.

· Coloque el matraz de vacío para agregar la resina: aquí puede liberar y aplicar el vacío gradualmente mientras agrega la resina para asegurarse de que la resina entre en los poros del clínker. Esto es especialmente importante ya que eliminará las burbujas de aire a medida que la resina llena los poros.

· Coloque la muestra (en el vial) en un horno de microondas y permita que se cure a 40-60 ° C – Esto endurece la resina para cortar

· Una vez que la resina se haya endurecido, corte el bloque con una sierra de diamante para hacer secciones lo más delgadas posible.

· Pegue la sección en un portaobjetos de microscopio limpio usando adhesivo para portaobjetos para moler

· Usando un lubricante líquido no acuoso, esmerile la superficie (la superficie expuesta) de las secciones en la rueda pulidora. Aquí es importante usar sucesivamente abrasivos más finos para hacer buenas secciones para microscopía.

· Lave la superficie de la sección con un solvente no acuoso y déjela secar. Esto puede implicar el uso de un rociador de alcohol isopropílico y secado con aire caliente forzado.

· Una vez que la rebanada esté lo suficientemente pulida, agregue una gota de epoxi y presione suavemente un cubreobjetos (en ángulo) sobre la gota para cubrir la parte delgada.

* Evite el sobrecalentamiento/secado para evitar grietas

Montaje de las secciones

· Con el escenario bajado, gire la torreta giratoria para colocar el objetivo bajo (objetivo 40x) en su lugar

· Antes de montar la diapositiva, asegúrese de que el escenario esté centrado

· Coloque el portaobjetos en la platina del microscopio.

· Con la muestra también centrada en el escenario, gire las perillas de ajuste grueso y fino para enfocar la imagen.

· Puede rotar el escenario usando la perilla del escenario para observar diferentes campos de la muestra

· Cambie a potencia alta y observe la diapositiva (puede usar un aumento de 400)

· Registra tus observaciones

Observaciones

* Si se usa un microscopio estereoscópico para observar una muestra de cemento, no es posible distinguir partículas individuales porque las partículas de cemento son extremadamente pequeñas. Por este motivo, es posible que solo pueda ver una imagen de clúster.

* Si se usa un microscopio de fluorescencia para observar una sección de concreto, es posible ver las partículas grandes de arena y mientras el cemento aparecerá como una matriz oscura entre las partículas

Discusión

En su mayor parte, se recomiendan secciones entre 0,025 y 0,015 mm de espesor. Por otro lado, se ha demostrado que las imágenes mejoran mucho cuando se utiliza una resina de alto índice, como la resina Hyrax (en lugar del bálsamo convencional).

Durante el proceso de preparación, también es importante evitar el uso de agua. En la sección anterior (preparación de muestras) notará que se utilizan lubricantes líquidos no acuosos en lugar de agua. Esto se debe a que el agua provoca la hidratación de la muestra, lo que puede afectar los resultados finales. Cuando las muestras se hidratan, el estado de los constituyentes se altera, lo que puede afectar el proceso de preparación.

Conclusión

Como se mencionó, preparar una sección delgada no es un proceso complicado. Sin embargo, esto requiere que cuide cada paso para producir una rebanada lo suficientemente delgada sin daños que de otro modo afectarían la calidad de los resultados. Aquí, a menudo se recomienda preparar varias diapositivas para tener una mejor oportunidad de tener algunas buenas diapositivas.

En este experimento se describió el procedimiento para preparar una fina rebanada de clínker de cemento. Sin embargo, este procedimiento también se puede usar para preparar una rebanada delgada de concreto para comparar. Dado que el hormigón también contiene cemento, esto compararía la hoja con una hoja de escoria de cemento. Además, se pueden utilizar diferentes tipos de microscopios para comparar imágenes.