FABRICACIÓN DE CEMENTO
El cemento es un producto pulverulento e hidraúlicamente activo, es decir, que genera resistencias mecánicas al hidratarse. Se fabrica a partir de una mezcla de clinquer y yeso que actúa como controlador de fraguado o retardante. Además se le pueden añadir otro tipo de componentes activos como cenizas volantes, escorias de alto horno, caliza, humo de sílice o puzolanas (un tipo de arenas volcánicas).
Tiene diversas aplicaciones, como la obtención de hormigón por la unión de arena y grava con cemento Portland (el más usual), para pegar superficies de distintos materiales o para revestimientos de superficies a fin de protegerlas de la acción de sustancias químicas. El cemento se fragua o endurece por evaporación del líquido plastificante, como el agua, por transformación química interna, por hidratación o por el crecimiento de cristales entrelazados.
El cemento Portland se fabrica a partir de materiales calizos, por lo general piedra caliza (canteras de la Balanzona) o marga, que aportan en óxido de calcio; junto con arcillas, pizarras o escorias de altos hornos, que contienen óxido de aluminio y óxido de silicio, los cuales funcionan como fundentes, contribuyendo a la formación de la fase líquida (clinquer) en el horno y facilitando así las reacciones entre sus componentes.
Los cementos típicos consisten en mezclas de silicato tricálcico, silicato dicálcico y aluminato de calcio, junto con pequeñas cantidades de compuestos de hierro y magnesio.
Los compuestos activos del cemento son inestables, y en presencia de agua reorganizan su estructura. El endurecimiento inicial del cemento se produce por la hidratación del silicato tricálcico, el cual forma una sílice (dióxido de silicio) hidratada gelatinosa e hidróxido de calcio. Estas sustancias cristalizan, uniendo las partículas de arena o piedras para crear una masa dura. El aluminato tricálcico actúa del mismo modo en la primera fase, pero no contribuye al endurecimiento final de la mezcla. La hidratación del silicato dicálcico actúa de modo semejante, pero mucho más lentamente, endureciendo poco a poco durante varios años. El proceso de hidratación y asentamiento de la mezcla de cemento se conoce como curado, y durante el mismo se desprende calor.
En la fabricación del cemento se trituran las materias primas mezcladas y se calientan hasta que se funden, formando el clínquer, que a su vez se tritura hasta lograr un polvo fino. Para el calentamiento se suele emplear un horno rotatorio ligeramente inclinado, y las materias primas se introducen por su parte superior, ya sea en forma de polvo seco de roca o como pasta húmeda hecha de roca triturada y agua. A medida que desciende a través del horno, se va secando y calentando con una llama situada al fondo del mismo. Según se acerca a la llama se separa el dióxido de carbono y la mezcla se funde a temperaturas entre 1.540 y 1.600 º C. El material tarda unas seis horas en pasar de un extremo a otro del horno. Después de salir del horno, el clínquer se enfría con rapidez y se tritura, transportándose a una empaquetadora o a silos o depósitos de almacenamiento. El material obtenido tiene una textura tan fina que el 90% o más de sus partículas podría atravesar un tamiz o colador con 6.200 agujeros por centímetro cuadrado.
Aunque ciertos tipos de cementos hidráulicos eran conocidos desde la antigüedad, sólo han sido utilizados a partir de mediados del siglo XVIII. El término cemento Portland se empleó por primera vez en 1824 por el fabricante inglés de cemento Joseph Aspdin, debido a su parecido con la piedra de Portland, que era muy utilizada para la construcción en Inglaterra.
Fuentes:
Encarta 2003
Química General Moderna (Babor)