Volumen II - SAM

7 MgO + Al(H2PO4)3 + (1+x+n) H2O —→
magnesia fosfato monoaluminio agua
—→ MgHPO4·3H2O + MgHPO4·xH2O + AlPO4·nH2O + 5 MgO (Ec. 5)
newberyita amorfo amorfo magnesia
T.Finch y J.H.Sharp [2] propusieron la ecuación 6 para un sistema MgO-Al(H2PO4)3 preparado a 22 ± 2 ºC:
2 MgO + Al(H2PO4)3 + (4+n) H2O —→ 2 MgHPO4·3H2O + AlPO4·nH2O (Ec. 6)
magnesia fosfato monoaluminio agua newberyita amorfo
Estos autores demostraron que para relaciones molares MgO/Al(H2PO4)3 inferiores a 2 no era posible
obtener un producto fraguado resistente mientras que para relaciones de 4 se obtenía la máxima cantidad de
newberyita. Para relaciones superiores, el exceso de magnesia permanecía sin reaccionar. También
establecieron que un exceso de alrededor de 2 moles de magnesia era necesario para completar la reacción.
Además, Finch y Sharp observaron que para una relación molar MgO/Al(H2PO4)3=3 prácticamente no
quedaba magnesia sin reaccionar y sugirieron que el magnesio “perdido” se encontraba como fosfato amorfo.
De esta forma, la reacción planteada por estos autores (ecuación 6) coincide con la propuesta en este estudio
(ecuación 4) si asumimos que los fosfatos amorfos eran del tipo AlPO4·nH2O y MgHPO4·xH2O. La cantidad
de magnesio que se distribuye en forma de newberyita, magnesia o fase amorfa depende de un número de
factores tales como la relación MgO/Al(H2PO4)3, el tamaño de partícula y la reactividad de los materiales
iniciales y de la duración y efectividad del mezclado.
4. CONCLUSIONES
Los productos de la reacción entre la magnesia y el fosfato de monoaluminio fueron principalmente fosfatos
ácidos de magnesio hidratados, inicialmente amorfos y luego parcialmente cristalinos. Las fases fosfáticas
presentes y el tiempo de fraguado dependían de la temperatura ambiente. La fosforroslerita, MgHPO4·7H2O,
y otro fosfato cristalino (no identificado) fueron detectados a 1 día de la preparación para temperaturas
ambiente entre 10 y 23 ºC. La transformación de estos fosfatos en newberyita, MgHPO4·3H2O, ocurrió a los
29 días en invierno y a los 10 días en otoño/primavera. En verano la newberyita ya se había formado a 1 día
de la preparación. La newberyita fue la única fase cementícea cristalina presente a tiempos prolongados.
REFERENCIAS
1. J.H. Sharp and H.D. Winbow, “Magnesia-Phosphate Cements”; Cement Research Progress, American
Ceramic Society, (1989), p. 233-264.
2. T. Finch and J.H. Sharp, “Chemical reactions between magnesia and aluminium orthophosphate to
form magnesia-phosphate cements”; Journal of Materials Science, Vol. 24 (1989), p. 4379-4386.
3. B.E.I. Abdelrazig, J.H. Sharp and B. El-Jazairi, “The chemical composition of mortars made from
magnesia-phosphate cement”; Cement and Concrete Research, Vol. 18 (1988), p. 415-425.
4. Z. Ding and Z. Li, “Effect of aggregates and water contents on the properties of magnesium phosphosilicate
cement”; Cement and Concrete Composites, Vol. 27 (2005), p. 11-18.
5. N.E. Hipedinger, A.N. Scian y E.F. Aglietti, “Estudio del cemento de liga química MgO-Al(H2PO4)3 y
su aplicación como precursor de cordierita”; Anales 53º Congresso Brasileiro de Cerâmica, 2009, 12
pág. (CD en preparación).
6. N.E. Hipedinger, A.N. Scian y E.F. Aglietti, “Influencia de la temperatura ambiente en el fraguado de
cementos de liga magnesia-ácido fosfórico”; Actas XXVI Congreso Argentino de Química, 2006, 4
pág. en CD).
7. N.E. Hipedinger, “Liga química magnesia-fosfato. Desarrollo y aplicación en cementos y hormigones
refractarios”; 2007, Tesis Doctoral, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata.
8. J.E. Cassidy, “Phosphate bonding then and now”; American Ceramic Society Bulletin, Vol. 56 (1977),
p. 640-643.
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