Trabajo de materiales: el cemento

Introducción

Desde hace aproximadamente 2000 años la mayor parte de las construcciones del hombre dependen del cemento, este material aglomerante ha venido cambiando secuencialmente en la forma en la que se elabora dejando atrás  los cementos naturales utilizados en la antigüedad para dar paso al cemento portland, este cemento hidráulico es indispensable en cualquier construcción y está conformado por materiales como la arcilla, yeso y caliza. El cemento se usa  para elaborar morteros y concreto cuando se mezclan con agua, agregados ya sean finos o gruesos todo dependiendo de su uso.

Contenido

Como se dijo anteriormente el cemento es un material aglomerante muy antiguo que fue mejorando por el hombre con el paso de los años y que fue patentado como tal en 1824 por Joseph Aspdin. Los componentes de este importante material de construcción son: la caliza, que por proporcionar el óxido de calcio (CaO) es el componente más importante del cemento; las arcillas, estas hacen que el cemento adquiera plasticidad al mezclarlo con agua; yeso, es el componente que se encarga de retardar el tiempo de fraguado; adiciones y correctores, estos últimos se necesitan si hay que equilibrar determinados componentes en la mezcla del cemento.

El cemento como todo material posee propiedades físicas que depende de su composición química, las propiedades que presenta el cemento son:

-Calor de hidratación: cuando el agua y el cemento entran en contacto se produce una reacción en esta mezcla que produce calor, esto puede ocasionar que el agua en la mezcla se evapore por esto es importante proteger el cemento cuando se mezcla con el agua.

-Finura del cemento: esta propiedad depende del tiempo de molienda del Clinker. Una finura alta permite que el cemento se hidrate rápidamente y también que genere calor de forma rápida.

-Densidad del cemento: de todos los materiales que se usan en la elaboración del concreto, el cemento es el elemento mas pesado ya que su densidad varia entre 3.10 y 3.15

-Endurecimiento del cemento: es la propiedad del cemento que le otorga resistencia al concreto, esta es progresiva y depende del grado de hidratación y del tiempo de fraguado del cemento.

-Sanidad del cemento: se basa en verificar que no se produzcan grietas, expansiones o cualquier daño del cemento endurecido ya que estas destruirían el concreto

El proceso de fabricación del cemento portland consta de dos sistemas, los cuales se denominan en “vía seca” y “vía húmeda”; estas solo difieren en cuanto a la preparación del material crudo que entra en el horno. El proceso de fabricación consta de ciertos pasos que son:

-Obtención y trituración de materias primas: las materias primas naturales se obtienen principalmente de canteras y de minas, estas materias se trituran para reducir su tamaño a 5 pulgadas o a ¾ de pulgada

-Dosificación y pre homogenización: después de triturar el material se transporta a la fábrica y se depositan en hangares donde están las materias primas necesarias para el proceso de dosificación

-Homogenizar: en este paso se mezclan los materiales teniendo en cuenta la porción de los componentes en las proporciones previstas. Este paso se puede realizar en húmedo o en seco, dependiendo si se usa agua o aire para mezclar los materiales

-Molienda: aquí se seleccionan los materiales de acuerdo al diseño de mezcla previsto, al molerlo logramos reducir el tamaño de las materias para que la reacción química en el horno sea la adecuada. El material molido debe ser homogenizado de nuevo para garantizar la efectividad del proceso

-Clinkerizacion: esta es la etapa donde se fabrica el Clinker calentando los materiales homogenizados a una temperatura entre 1400 y 1500 °C para crear las reacciones químicas y formar los compuestos del Clinker, todo esto se hace en hornos rotatorios.

-Enfriamiento del Clinker: para evitar la descomposición del silicato tricalcico (3CaO) el Clinker debe enfriarse apenas salga del horno y dejarlo en una temperatura inferior a 150 °C

-Molido y acabado: después de enfriarlo el Clinker se envía a los silos donde se mezcla con el yeso y los demás aditivos. Esta mezcla dosificada hasta granulometría necesaria.

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