Como se hace el cemento: Para la fabricación del cemento portland se procede, esquemáticamente, de la siguiente manera: La materia prima, material calizo y material arcilloso, se tritura, mezcla y muele hasta reducirla a un polvo fino. Los procedimientos de mezcla y molido pueden
efectuarse en seco o húmedo. La dosificación de los materiales debe ser la adecuada a fin de evitar perjuicio en la calidad.
El polvo fino pasa a un horno rotatorio donde es calentado lentamente hasta el punto de clinkerización. En la etapa inicial del proceso de calentamiento, el agua y el anhidrido carbónico son expulsados. Al acercarse la mezcla a las regiones más calientes del horno se producen las reacciones químicas entre los constituyentes de la mezcla cruda. Durante estas reacciones se forman nuevos compuestos, algunos de los cuales alcanzan el punto de fusión.
El producto resultante, clinker, cae a uno de los diversos tipos de enfriadores, o se deja enfriar al aire. Posteriormente se combina con un porcentaje determinado de yeso y el conjunto se muele hasta convertirlo en un polvo muy fino al que se conoce como cemento portland
Como se hace el Cemento
Materias Primas
Al definir el clinker se indicó que el crudo del cual procede está constituído por mezclas de materias primas de naturaleza caliza y arcillosa. Las calizas, esencialmente silicatos cálcicos, y las arcillas, principales aportadoras de sílice junto con sus intermedias las margas, aportadoras de alúmina y hierro,constituyen de las que pudiera llamarse materias primas principales para la fabricación del cemento portland.
Al lado de este grupo se sitúa el de las materias primas auxiliares o de corrección, que pueden ser naturales o artificiales. Ellas aportan uno o varios de los componentes en que las materias primas pueden escasear. Estos componentes son, en general, los de tipo ácido, también llamados factores hidráulicos e incluyen el anhidrido silicoso, el óxido de alúmina y el óxido férrico. Cuantitativamente el componente más importante del cemento es la cal, siguiéndola a gran distancia la sílice, a ésta la alúmina y finalmente el óxido de hierro.
Componentes del Cemento
¿De qué está compuesto el cemento?
Como ya se ha indicado el grupo de los componentes principales incluye:
- Sílice (anhidrido silícico)…………SiO2
- Cal (óxido cálcico)………………….CaO
- Alúmina (óxido alúmino) …………Al2O3
- Oxido Férrico ………………………..Fe2O3
De estos componentes, la alúmina y el óxido férrico en conjunto, como aportadores de fase líquida, reciben el nombre de sesquióxidos y su suma se suele representar con la fórmula convencional R2O3. La sílice y la cal constituyen, en conjunto, aproximadamente del 70% al 75% del total del clinker, en forma de silicatos cálcicos de distinta basicidad. La alúmina y el óxido férrico reciben el nombre de fundentes porque, conjuntamente con la magnesia y los álcalis, constituyen la fase líquida del clinker y facilitan por ello las reacciones entre la sílice y la cal. Forman con esta última los aluminatos.
El siguiente cuadro da una idea de la composición de óxidos del cemento:
- CaO……………60% al 67%
- SiO2…………..17% al 25%
- Al2O3……………. 3% al 8%
- Fe2O3 ………..0.5% al 6%
La Cal
Cuantitativamente es el componente más importante del cemento. La roca caliza es la que proporciona principalmente el CaCO3, el cual a su vez proporciona la cal que interviene en la formación de los cuatro compuestos principales del cemento.
La roca caliza al recalentarse se disocia en cal viva (CaO) y en anhidrido carbónico (CO2). Este proceso se efectúa rápidamente a 1000C, cuando el material adquiere un color rojo vivo. La cal viva remanente no difiere mucho en su aspecto inicial pero ha experimentado una pérdida de peso del 44% debido al desprendimiento del anhidrido carbónico. Por este motivo su porosidad es mayor que la de la caliza original.
El mortero de cal endurecida tiene resistencias bajas pero presenta un grado considerable de elasticidad y constancia de volumen bajo condiciones variables de humedad.
La Silice
La sílice se presenta en forma más o menos pura como cuarzita, arenisca, o arena de cuarzo. La sílice es un material muy resistente, completamente insoluble en agua, resistente al ataque de los ácidos excepto el fluorhídrico. Por acción del calor puede sufrir transformaciones en su forma cristalina, acompañadas de notables variaciones en volumen. Químicamente no sufre variación alguna. Al alcanzar los 1900 C se funde y al enfriarse se endurece constituyendo una masa vitrea, conocida como vidrio de cuarzo.
Alumina
La alumina u óxido de alúmina (AL2O3) se relaciona con la arcilla que contiene dicho óxido en cantidad considerable. Se considera en la composición normal de la arcilla que el porcentaje de sílice es aproximadamente el doble del correspondiente a la suma de la alúmina y el óxido férrico, y el de la alúmina es el doble del de óxido ferrico.
Óxido de Fierro
El óxido ferrico es el integrante más importante de los minerales férricos y la mayor parte de los minerales lo contienen. Todos los cementos poseen, aún en muy pequeñas cantidades, óxido férrico. excepto el cemento blanco que debe estar libre de este óxido.
Los Compuestos Minerales
Estos óxidos, aportados por la materia prima caliza y arcillosa, reaccionan entre sí en el horno formando una serie de productos más complejos – los compuestos principales – y, aparte de un pequeño residuo de cal no combinada, la cual no ha tenido el tiempo suficiente para reaccionar, se alcanza un estado de equilibrio químico.
Este equilibrio no se mantiene durante el proceso de enfriamiento y la velocidad del mismo afectará el grado de cristalización y el volumen de vidrio presente en el clinker enfriado. Si bien las propiedades del vidrio difieren considerablemente de las de los otros compuestos cristalinos, se puede considerar al cemento como que ésta en equilibrio congelado, esto es que se asume que el producto enfriado reproduce el equilibrio existente a la temperatura de clinkerización. Este criterio es el que se aplica en el cálculo de la composición de los compuestos
principales.