Materia Prima Del Cemento Portland Común 202d1h

Materia Prima del Cemento Portland (Común)

Cemento • Es un aglutinante o aglomerante hidráulico (ligante), que mezclado con agregados pétreos (árido grueso o grava más árido fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme, manejable y plástica capaz de fraguar y endurecer al reaccionar con el agua y adquiriendo por ello consistencia pétrea, el hormigón o concreto. Su uso está muy generalizado, siendo su principal función la de aglutinante.

Cemento común.(Portland)

• En general, tal designación corresponde siempre al cemento •

artificial común de fraguado lento. Es un aglomerante eminentemente hidráulico y su composición y propiedades varían ligeramente, según su procedencia. Este tipo de cemento es un polvo de color gris, algo verdoso

Composición química. El cemento se compone de Cal + Arcilla (sílice y alúmina), elementos que varían dentro de los siguientes límites: • 1) 58 a 66 % de óxido de calcio (CaO), producto de cocción de piedras calizas que se presentan en la naturaleza en estado de carbonato de calcio (CaCO2). • 2) 19 a 26 % de sílice (óxido silícico Si02). • 3) 3 a 6 % de Alúmina (Al2O3). • 4) 4 a 7 % de óxido de hierro (Fe203) que se agrega como fundente.

• Además contiene, como máximo, 2 % de anhídrido sulfúrico, •

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de 1 a 3 % de magnesio y hasta 3 % de álcalis. El cemento común, en resumen, es un aglomerante hidráulico que no debe contener menos de 1,7 partes de cal por cada parte, en peso, de los componentes (sílice + alúmina + óxido de hierro), — producto que se obtiene por trituración y mezcla íntima de todos estos elementos y luego su cochura hasta el principio de fusión, cerca de 1500° C, formándose así el “clinker” que se muele finamente. La relación de contenido de cal a los componentes, arriba mencionados, se llama Módulo de Hidraulicidad.

• El cemento empastado con agua dulce se endurece y este

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proceso químico toma el nombre de fraguado y, según la duración (tiempo de fraguado) de este, los cementos se subdividen en: cemento de fraguado lento o de fraguado rápido. Los cementos normales son siempre de fraguado rápido y la adición de yeso (sulfato de calcio S04Ca) retarda el fraguado. En cambio, para acelerarlo se agrega carbonato de soda (NaC02). En las obras de hormigón armado se usan solamente cementos de fraguado lento. Terminado el proceso de fraguado, que dura alrededor de 6 horas, se inicia el endurecimiento propiamente dicho.

MATERIA PRIMA • La fabricación del cemento esta basada en la

reacción total de la cal proveniente de la piedra caliza con los materiales que integran las arcillas que principalmente son sílice, alúmina y oxido de fierro. Se ha de elegir la mezcla de un componente rico en cal (componente calcáreo) con otro pobre en cal pero que contiene más alúmina y óxidos de fierro (componente arcilloso).Estos dos componentes son por regla la caliza y la arcilla o la caliza y la marga.

Componentes calcáreos

Caliza. Piedra natural abundante formada principalmente por carbonato de calcio (CaCO3). Las formas más puras de caliza son el espato calizo (calcita) y el aragonito. El espato calizo cristaliza en el sistema hexagonal y el aragonito, en el rómbico. El peso específico dei espato calizo es 2.70 y el del aragonito 2.95. La caliza posee, por lo general, estructura cristalina de grano fino. La dureza de la caliza viene determinada por su edad geológica; cuanto más antigua es la formación tanto más dura suele ser la caliza. La dureza de la caliza está comprendida entre 1.8 y 3.0 de la escala de Mohs; su peso específico varía de 2.6 a 2.8.

Marga.A las calizas que van acompañadas de silica y de productos arcillosos, así como de oxido de hierro, se les llama margas. Las margas forman el paso de transición a las arcillas. Debido a su abundancia, las margas se utilizan con mucha frecuencia como materia prima para la fabricación del cemento. Geológicamente, son rocas sedimentarias originadas par la deposición simultanea de carbonato de Calcio y de material arcilloso. La dureza de la marga es menor que la de la caliza cuanto mas elevada es su concentración en material arcilloso, tanto menos dura se presenta. A veces. las margas contienen sustancias bituminosas. El color de la marga depende del material arcilloso que contiene y varia desde el amarillo haste el gris oscuro.

En la tabla se indica la composición quimica de diversas calizas y margas empleadas en la fabricación del cemento:

Componentes de la arcilla La segunda materia prima importante para la fabricación de cemento es la arcilla. Las arcillas, en esencia, son productos de meteorización de silicatos de los metales alcalinos y alcalinotérreos, en particular de los feldespatos y micas. La parte principal de las arcillas esta formada por hidrosilicatos de alúmina.

En la siguiente tabla se indica la composición química de las diferentes arcillas que se utilizan en la fabricación del cemento:

Componentes correctores Con el paso del tiempo se encontró que la reacción total de la caliza con la arcilla produce cuatro compuestos principales, que se encuentran en el clinquer, y que cada uno de ellos produce un efecto diferente. Al conocerse el comportamiento de cada componente del clinquer, se empezaron a fabricar diferentes tipos de cemento según el use que iban a tener. Esto establecii5 la necesidad de controlar la formación de cada uno de los compuestos durante el proceso. De las dos materias primas originales, la caliza sigue siendo el aportador de la cal pero la arcilla puede tener contenidos muy variables de sílice, alúmina y fierro. Se requiere entonces adicionar otros materiales que nos aseguren que vamos a tener exactamente las cantidades requeridas de cada compuesto.

Los minerales que contienen sílice casi pura son las arenas silicas, si están en polvo, o cuarzo si están en piedra. Otros, que como la pizarra, pueden tener proporciones variables de estos. Podemos pensar no solo en minerales sino también en productos de otros procesos. En general, hay muchos otros materiales con diversas composiciones y costos, sin embargo, debemos considerar la disponibilidad de ellos. Entre las materias primas de corrección mas usadas encontramos las siguientes: a) Caliza agria.- es una piedra caliza que contiene de 50 a 70% de carbonato de calcio y el resto es silice, alúmina y fierro. Se puede usar como un corrector moderado cuando se tiene disponible. b) Arena silica.- Es una arena con un contenido de sílice superior al 90%, en algunos casos de hasta 98%. Es un corrector drástico que se usa como aportador de sílice cuando no queremos tener otro tipo de impurezas. Por su alto grado de pureza es difícil de hacer reaccionar. lo que implica mayor temperatura en el homo y una granulometría más fina. Es un material sumamente duro y abrasivo, por lo que se recomienda molerlo por separado. c) Caolín.- Es una arcilla con alto contenido de alúmina, usualmente entre el 40 y 55%, que se usa cuando necesitamos aumentar el contenido de este compuesto. Es un producto relativamente suave y fácil de reaccionar, pero difícil de conseguir a un precio accesible d) Mineral de fierro.- Se trata de un mineral suave. aunque abrasivo. que nos ayuda a controlar el nivel de óxidos en nuestra mezcla. Tiene el inconveniente de ser pesado y tener un punto de fusión muy bajo, por lo que en ocasiones provoca problemas de segregación y ataque químico. e) Escoria.- Son materiales de desecho de las plantas de aceración, ricos en cal, sílice, óxidos de fierro y alúminas fáciles de moler y con temperaturas de fusión muy bajas. Reaccionan también con mucha facilidad.

Caliza Agria

Arena Silica

Escoria

Caolin

Mineral de fierro

GR A S

CI

A