Industria Del Cemento

ÍNDICE

Pág.

INTRODUCCION 3

¿QUE ES EL CEMENTO? 3

PROCESO PRODUCTIVO 4

Etapa I -Preparación de las materias primas 4

Etapa II - Cocción: El Clinker 5

Etapa III - Molienda 6

REACCIONES DE HIDRATACIÓN 7

TIPOS DE CEMENTO 8

Cemento portland 9

Cemento puzolánico 9

LA INDUSTRIA DEL CEMENTO EN CHILE 9

PRODUCCION DE CEMENTO EN CHILE 11

CONTROL DE CALIDAD – IMPACTO AMBIENTAL – NORMA CHILENA 11

Control de Calidad 12

Impacto Ambiental 12

NORMA CHILENA 13

CONCLUSION 14

BIBLIOGRAFIA 15

INTRODUCCION

Hace 8.000 años, la mezcla de cemento con agua, arena y áridos dio como resultado un nuevo material que se podía moldear fácilmente y que, cuando endurecía, adquiría características de solidez, resistencia y durabilidad notables. Este nuevo material fue el origen del hormigón.

El pueblo egipcio ya utilizaba un mortero (mezcla de arena con materia cementosa) para unir bloques de piedra y levantar sus prodigiosas construcciones. Parte de una de las pirámides de Gizeh (2.600 a.C.) fue levantada con hormigón, y en el mural de Tebas (1.950 a.C.) se conservan escenas de hombres fabricando hormigón y aplicándolo en una obra.

El año 700 antes J.C. los etruscos utilizaban mezclas de puzolana y cal para hacer un mortero. Ya en el año 100 antes J.C. los romanos utilizaban mezclas de puzolana y cal para hacer hormigón de resistencias a compresión de 5 Mpa. Estos morteros de cal y materiales Puzolánicos se utilizaron hasta el año 1750 (tierra de diatomeas, harina de ladrillos, etc.). Ya hacia 1750-1800 se investigaron las primeras mezclas calcinadas de arcilla y caliza. En el año 1756 Smeaton comparó el aspecto y dureza con la piedra de Portland al sur de Inglaterra. 40 años más tarde, James Parker fabricó cemento natural aplicándose entonces el vocablo "cemento".

En 1824, Aspdin patentó el cemento portland dándole este nombre por motivos comerciales, en razón de su color y dureza que le recordaban a las piedras de Portland. Hasta la aparición del mortero hidráulico que auto endurecía, el mortero era preparado en un mortarium (sartén para mortero) por percusión y rotura, tal como se hace en la industria química y farmacéutica. Entre los años 1825-1872 aparecieron las primeras fábricas de cemento en Inglaterra, Francia y Alemania. En el año 1980 había 1.500 fábricas que producían cerca de 800 millones de toneladas/año. Hoy en día el cemento es la cola o "conglomerante" más barato que se conoce. Mezclado adecuadamente con los áridos y el agua forma el hormigón, una roca amorfa artificial capaz de tomar las más variadas formas con unas prestaciones mecánicas a compresión muy importantes.

¿QUE ES EL CEMENTO?

El cemento es un conglomerante hidráulico , que mezclado con agregados pétreos (árido grueso o grava, más árido fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece al estar en contacto con el agua, adquiriendo consistencia pétrea, denominado hormigón o concreto. Se utiliza en construcción e ingeniería civil, siendo su principal función la de aglutinante.

PROCESO PRODUCTIVO

Etapa I -Preparación de las materias primas

De las materias primas básicas (caliza, marga, pizarra o grava), el calcio (Ca) es el más importante, se puede obtener de depósitos calcáreos ricos en carbonato de calcio. Éste, se encuentra a través de toda la corteza terrestre como calizas, depósitos de conchuelas, etc.

El carbonato de calcio cuya fórmula química es CaCO3, se descompone a altas temperaturas en cal (CaO) y dióxido de carbono (CO2) el cual escapa a la atmósfera junto con otros gases provenientes de la combustión.

CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g)

Luego de la extracción de estas materias primas, estas se cargan y transportan en camiones a las trituradoras donde se fragmentan hasta un tamaño aproximado de 50 mm. Posteriormente se almacenan en zonas independientes en naves de materias primas.

Además de las materias primas básicas, también se utilizan, en proporción minoritaria, otros productos que aportan calcio, silicio, aluminio o hierro, tales como cascarilla, arena, escoria, cenizas, etc., que se adquieren en el exterior, y que se utilizan para ajustar con mayor precisión la composición química del "Crudo".

Estas materias primas se dosifican de manera controlada con básculas y se introducen de manera conjunta a los molinos. La proporción relativa de cada componente se ajusta de manera automática, en base a los resultados de los análisis efectuados por analizadores de rayos X. El material que sale del molino, llamado "Harina de Crudo", es muy fino y se almacena en silos cerrados en donde se lleva a cabo un proceso de homogeneización por medio de la introducción de aire a presión a través del fondo del silo.

La molienda de las materias primas tiene por objetivo disminuir su tamaño, a un estado pulverulento, para que puedan reaccionar químicamente durante la clinkerización. Esta se puede hacer en vía húmeda o en vía seca.

Etapa II - Cocción: El Clinker

La "harina de crudo" se introduce a un intercambiador de calor donde se lleva a cabo un proceso de calentamiento continuo hasta alcanzar los 1.000ºC. En este proceso, y en primer lugar, el crudo se seca, luego se deshidrata y finalmente se descarbonata. Este proceso de calentamiento del crudo se realiza por intercambio de calor entre los gases calientes ascendentes procedentes de la combustión en el horno, y la materia cruda descendente que recorre el intercambiador.

A continuación la materia entra en el horno, que es un tubo de dimensiones variables. En el interior de éste se produce la combustión controlada de un combustible hasta alcanzar temperaturas de llama de hasta 2.000ºC. Dentro del horno, el crudo sigue aumentando de temperatura hasta alcanzar un máximo de 1.450ºC, donde ha sufrido diferentes transformaciones, tales como: secado o pérdida del agua libre, deshidratación o pérdida del agua combinada, disociación del carbonato de calcio en oxido de calcio y dióxido de carbono y la clinkerización o combinación de óxidos para formar silicatos, aluminatos y ferroaluminatos de calcio.

El material que sale del horno tiene aspecto de gránulos redondeados y se conoce con el nombre de "clinker". Para congelar su estructura cristalina y estabilizar los componentes formados a 1450ºC, el clinker se enfría con aire por debajo de los 120ºC. Son necesarios 1.560 Kg. de crudo para obtener 1.000 Kg. de Clinker.

Los gases resultantes del proceso de combustión se emiten a la atmósfera a través de una chimenea a una temperatura inferior a 120ºC, después de haber sido previamente filtrados a través de filtros electrostáticos o de mangas que retienen más del 99,9% del polvo arrastrado. Una vez elaborado el Clinker, este debe ser retirado del horno y enfriado rápidamente, ya que de esta forma se evita la descomposición del silicato tricálcico en silicato bicálcico y cal libre.

3CaO • SiO2(s)  2CaO • SiO2(s) + CaO(s)

Luego de ese proceso el Clinker es almacenado en canchas techadas libres de agua, aunque una mínima cantidad de esta suele ser benéfica, porque captura la cal libre y la magnesia.

El Clinker una vez terminado y frío contiene principalmente óxidos de calcio y silicato, aunque también se puede encontrar óxidos de hierro y aluminio, el 75% del Clinker corresponde a silicato tricálcico (3CaO•SiO2) y silicato bicálcico (2CaO•SiO2), además de encontrar aluminato tricálcico (3CaO•Al2O3(s)) y ferro aluminato tetracálcico (4CaO•Al2O3•Fe2O3(s)), no obstante podemos encontrar también como componentes secundarios, Magnesia (MgO), Sulfatos (SO3), cal libre sin reaccionar (CaO), etc., según la composición del Clinker será la calidad de este.

Etapa III - Molienda

El proceso de fabricación de cemento termina con la molienda conjunta de Clinker, yeso y otros materiales denominados "adiciones", los componentes se muelen y se mezclan íntimamente, el material se hace pasar por separadores.

Los materiales utilizables, que están normalizados como adiciones, son entre otros:

• Escorias de alto horno

• Humo de sílice

• Puzolanas naturales

• Cenizas volantes

• Caliza

En función de la composición, la resistencia y otras características adicionales, el cemento es clasificado en distintos tipos y clases. . Si el cemento posee las características físico-químicas necesarias se almacena en silos. En caso contrario, se reenvía al molino para continuar su molienda.

El cemento así producido y almacenado se suministra en sacos (42.5Kg.) o a granel (en camiones cisternas de 25 TM. aprox.).

REACCIONES DE HIDRATACIÓN

CaOAl2O3+10H2O → CaOAl2O310H2O (cristales hexagonales)

2(CaOAl2O3)+11H2O → 2CaOAl2O38H2O + Al(OH)3 (cristales + gel)

2(2CaOSiO2)+ (x+1)H2O → 3CaO2SiO2xH2O + Ca(OH)2 (cristales + gel)

Así el cemento Portland es un cemento de naturaleza básica, gracias a la presencia de cal Ca(OH)2, el cemento aluminoso es de naturaleza sustancialmente neutra. La presencia del hidróxido de aluminio

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