S35®Tech · Laboratorio de Materiales Pétreos
ML-BND-005 · REV 01 · 2026
de material
Cemento de aluminato de calcio
CAC · grado refractario e industrial
Un cementante hidráulico distinto del Portland: fragua por hidratación de aluminatos, no de silicatos. Desarrolla resistencia en horas en lugar de semanas y soporta temperatura donde el cemento gris se descompone.
El cemento Portland fragua porque sus silicatos de calcio reaccionan con agua en un proceso que tarda semanas en madurar. El cemento de aluminato de calcio sigue una ruta química distinta: su fase principal, el aluminato monocálcico, hidrata mucho más rápido y forma una red de cristales entrelazados casi de inmediato.
Esa velocidad tiene una contrapartida: los hidratos que se forman al principio no son los más estables a largo plazo, y con el tiempo —sobre todo en clima cálido y húmedo— se convierten en una fase más densa (conversión), lo que puede reducir resistencia si la pieza no se diseñó considerando ese cambio. Por eso su uso se reserva a aplicaciones técnicas, no a estructura general de obra.
| Parámetro | Aluminato de calcio | Cemento Portland gris |
|---|---|---|
| Fase reactiva principal | Aluminato monocálcico (CA) | Silicatos de calcio (C3S, C2S) |
| Resistencia útil | 6 – 24 horas | 7 – 28 días |
| Resistencia a alta temperatura | Hasta 1 800 °C (grado refractario) | Se degrada arriba de ≈300 °C |
| Resistencia química | Alta a sulfatos y ácidos débiles | Vulnerable a sulfatos sin adición especial |
| Costo relativo | Alto | Bajo |
| Óxido | Rango % |
|---|---|
| Óxido de aluminio · Al2O3 | 36.0 – 42.0 |
| Óxido de calcio · CaO | 36.0 – 40.0 |
| Óxido de hierro · Fe2O3 | 12.0 – 16.0 |
| Dióxido de silicio · SiO2 | 4.0 – 8.0 |
| Óxido de titanio · TiO2 | 1.5 – 2.5 |
El hierro es el que da el color gris oscuro característico, distinto del gris azulado del Portland.
| Grado | Al2O3 | Uso habitual |
|---|---|---|
| Estándar | 36 – 42 % | Morteros de reparación rápida |
| Blanco | 50 – 55 % | Prefabricados de alta calidad |
| Refractario | 70 – 80 % | Concretos refractarios industriales |
A mayor Al2O3, mayor temperatura de servicio y mayor costo por tonelada.
| Parámetro | Valor típico | En términos prácticos | Norma |
|---|---|---|---|
| Tiempo de fraguado inicial | 2.5 – 5 h | Más largo que el fraguado rápido de cemento con acelerante, pero desarrolla resistencia mucho más rápido después. | ASTM C266 |
| Resistencia a compresión (24 h) | ≥ 40 MPa | Comparable a un Portland de 28 días, alcanzada en un solo día. | ASTM C109 |
| Conversión de hidratos | Pérdida de 10 – 30 % de resistencia | Ver sección 3.5 — fenómeno esperado, no una falla del material. | ASTM C219 |
| Resistencia a sulfatos | Alta | Apto en suelos y aguas agresivas donde el Portland necesita tipo especial. | ASTM C1012 |
| Estabilidad térmica | Hasta 1 800 °C (grado refractario) | El Portland pierde integridad estructural bastante antes de esa temperatura. | ASTM C288 |
| Calor de hidratación | Alto y rápido | Genera calor considerable en poco tiempo: cuidado en secciones masivas. | ASTM C186 |
| Sensibilidad a hidróxido de calcio | Alta · incompatible | Mezclar con cemento Portland o cal provoca fraguado relámpago y pérdida de resistencia. | Observación |
Al hidratarse, el CAC forma primero hidratos hexagonales —CAH10 y C2AH8— que son los responsables de la resistencia alta y temprana. Esas fases son metaestables: con el tiempo se reorganizan en C3AH6, una fase cúbica más densa y termodinámicamente estable.
Ese cambio de fase ocupa menos volumen sólido que los hidratos originales, así que libera agua y deja poros nuevos en la pasta. Más poros significa menos resistencia mecánica: por eso la conversión se traduce en una caída de 10 a 30 % frente al pico alcanzado a las 24 horas. El proceso es inevitable e irreversible, pero es predecible: ocurre más rápido con temperatura y humedad altas, y más lento en clima fresco y seco. Un diseño de mezcla correcto —relación agua/cemento baja, curado controlado— asume esta pérdida desde el principio y dimensiona la pieza con la resistencia ya convertida, no con el valor inicial.
Los cuadros vacíos representan el volumen que queda como poro tras la reorganización cristalina.
Concreto refractario. Revestimientos de hornos, chimeneas industriales y hogares de caldera expuestos a altas temperaturas.
Reparaciones de emergencia. Pisos, pistas y estructuras que deben ponerse en servicio en horas, no en semanas.
Medios agresivos. Drenajes industriales, plantas de tratamiento y ambientes con sulfatos o ácidos débiles.
Morteros técnicos especiales. Formulaciones donde el fraguado rápido y controlado es el requisito principal.
Nunca mezclar con Portland o cal. El hidróxido de calcio libre provoca fraguado relámpago incontrolable. Equipo, herramienta y silos deben mantenerse separados por completo.
Diseñar para la resistencia convertida. La resistencia inicial alta no es la de servicio a largo plazo; el cálculo estructural debe basarse en el valor post-conversión, no en el pico de 24 horas.
Relación agua/cemento baja para resistencia final más alta. Una relación agua/cemento menor a 0.40 deja menos poros disponibles cuando ocurre la conversión, así que la pieza pierde menos resistencia relativa que con relaciones altas.
Controlar temperatura de curado. Curar en clima cálido acelera la conversión y puede reducir resistencia antes de lo previsto; se recomienda curado fresco los primeros días.
Agregado refractario para temperatura. Para servicio a alta temperatura, combinar con agregados refractarios (chamota, corindón), no con arena silícea común.
Relación agua/cemento crítica. Más sensible que el Portland a variaciones de agua: un exceso acelera la conversión y reduce la densidad final.
No es sustituto de rutina. Su costo y su comportamiento particular lo reservan a la aplicación técnica que realmente lo necesita.
Fue desarrollado a inicios del siglo XX en Francia para resistir suelos con sulfatos, un problema que el cemento Portland de la época no sabía manejar.
Su resistencia a temperatura extrema lo hace el cementante de elección en el revestimiento interno de altos hornos siderúrgicos.
El fenómeno de conversión, hoy bien entendido y controlado, en el pasado causó fallas estructurales que llevaron a restringir su uso en construcción general.
Sacos herméticos, en sitio seco y separado por completo de cemento Portland o cal. Vida útil más corta que el Portland: verificar fecha de fabricación antes de usar.
Mascarilla N95/FFP2, gafas y guantes al manipular: es un material alcalino irritante como cualquier cemento. Fraguado rápido exige preparar en lotes pequeños.