05/11/2013

CEMENTO HIDRULICO El cemento en la actualidad se le conoce

como cemento hidrulico debido a que todas las sustancias aglomerantes que lo hacen fraguar y endurecer mezclndolas con agua.

El endurecimiento hidrulico del cemento se debe principalmente, a la hidratacin de los silicatos de calcio y otros compuestos qumicos, como por ejemplo, los aluminatos.

HISTORIA DEL CEMENTO En el ao 400 A. de C. los Romanos usaban una ceniza volcnica llamada puzolana, como cementante natural, proveniente del monte Vesubio, para fabricar el mortero usaban dos partes de puzolana, por una parte de cal, grasa de animales, leche y sangre. Del ao 500 al 1200 la calidad de los morteros disminuy, se emplean morteros con arena gruesa y cal, mezclada con carbn de madera, tierra cocida, escayola o tejoleta, en el ao 1300 se introduce la tcnica de incinerar cal y agregarle puzolana para formar el mortero

2.1 INTRODUCCIN El cemento es un material inorgnico finamente

molido, que amasado con agua, forma una pasta que fragua, se endurece por medio de reacciones y procesos de hidratacin, una vez endurecido conserva su resistencia y estabilidad incluso bajo el agua.

El cemento es un material de construccin formado por la mezcla de varios elementos adhesivos, debe su nombre a lo que los romanos denominabas "opus caementitium", que era una mezcla de grava y otros materiales similares al hormign, que utilizaban para fabricar los morteros.

HISTORIA DEL CEMENTO De 1756 al 1830 se llevaron a cabo varios

experimentos como los de Louis J. Vicat y Vessage en Francia y por James Frost en Inglaterra, pero en todas se usaron grandes cantidades de cemento natural o puzolana, incinerada con cal y arcilla.

En 1779 Bry Higgins registr una patente de un cemento hidrulico llamado estuco, para uso en acabados exteriores.

En 1796 James Parker patenta un cemento hidrulico, producido al calcinar mdulos de cal impuros, que contienan arcilla, al cual se le denomina Cemento Parker o Cemento Romano.

1

05/11/2013

HISTORIA DEL CEMENTO En 1824 el maestro de obras Joseph Aspdln

patenta la frmula de cemento, al quemar polvo fino de gis, con arcilla en un horno de cal, hasta que el dixido de carbono era retirado, el producto obtenido fue denominado cemento Portland, ya que su color le recordaba el de la piedra de Portland.

En 1828 se llev a cabo el primer uso de ingeniera del cemento Portland, en el tnel bajo el ro Tmess en Londres, en la Gran Bretaa.

En 1836 se realizaron las pruebas de tensin y compresin en Alemania a este cemento.

HISTORIA DEL CEMENTO En 1845 Isaac Jonson logr temperaturas suficientemente altas, para clinkerizar la materia prima, en 1849 Pettenkofer y Fuches llevan a cabo el primer anlisis qumico del cemento portland. Para 1862 Blake Stonebreaker en Inglaterra, introduce los trituradores de quijadas, para moler la materia prima, en 1884 Earnest L. Ransom patenta un sistema de refuerzo usando varillas combinadas con cemento. En 1885 F. Ransome patenta un horno horizontal que poda ser rotado, de modo que el material poda moverse, dentro del horno.

HISTORIA D E L C E M E N T O En 1889 se construye el primer edificio y el

primer puente de concreto reforzado, para 1890 se adiciona yeso al clinker, como regulador del fraguado y se emplean molinos de bolas para moler el clinker.

En 1900 se estandarizan las pruebas para el cemento, en 1909 Thomas Alba Edisson obtiene una patente para los hornos rotatorios.

En 1927 Eugene Freyssinet inventa el concreto reforzado, para 1940 se desarrollan los primeros hornos de va hmeda, los cuales eran el doble de eficientes a los hornos rotatorios anteriores.

HISTORIA DEL CEMENTO En 1970 se desarrollan los hornos largos por

va seca y se introduce el fibrocemento en el uso del concreto.

En 1973 se edita el primer anuario que incluye, informacin relevante acerca de la produccin y el consumo de cemento en Mxico, asi como datos referentes a la industria.

Para 1989, con la adquisicin de Cementos Tolteca, Mxico se vuelve segundo productor de cemento y CEMEX se convierte en una de las diez cementeras ms grandes del mundo.

Paises donde CEMEX opera con cementos

2.2 MATERIAS PRIMAS Las materias primas para la elaboracin del cemento son: cal iza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso, estas se extraen de canteras o minas y dependiendo de la dureza y ubicacin del material, se aplican ciertos sistemas de explotacin, equipos y transporte.

Una vez extrada la materia prima es reducida a tamaos que puedan ser procesados por los molinos del crudo.

1

05/11/2013

DESCRIPCIN DE LAS MATERIAS PRIMAS

a) CALIZA: es el carbonato de calcio CaC0 3que abunda en la naturaleza en forma natural.

b) LA CRETA: Es una roca sedimentarla que pose estructura suelta, esta propiedad la califica de modo especial, para la fabricacin del cemento por va hmeda.

c) LA MARGA: Son calizas que van acompaadas de slice y productos arcillosos, as como el oxido de hierro, debido a su abundancia las margas, se utilizan mucho en la fabricacin del cemento.

DESCRIPCIN D E L A S MATERIAS PRIMAS

d) COMPONENTES ARCILLOSOS: como la almina A l 2 0 3 , se encuentra en la naturaleza como componente de las arcillas, por ejemplo la caolinita AI2O3SO2.2H2O, que es el constituyente principal del caoln, producto de la disgregacin de las rocas (feldespatos).

e) COMPONENTES CORRECTORES: se aaden en caso de que las materias primas, no contengan la cantidad suficiente de Slice o Calcio, los principales materiales correctores son : Diatomeas , Bauxita , Cenizas de pirita , mineral de hierro , etc

C O M P O N E N T E S P R I N C I P A L E S D E L C L I N K E R

La mezcla de materias primas (crudo o harina de cemento) se usa para la fabricacin del clinker, contiene cuatro tipos de compuestos: los carbonates de calcio, aluminosilicatos, compuestos de aluminio y hierro, as como constituyentes minoritarios.

Los tres primeros son importantes en la formacin del clinker, mientras que los minoritarios, dependiendo del tipo y cantidad de componentes, pero pueden influir en forma decisiva sobre el proceso de fabricacin.

COMPOSICIN D E L C L I N K E R El componente calcreo debe estar de un 70 a

un 90 % como CaO, dependiendo de la calidad del clinker, puede ser cualquier caliza que aporte CaC0 3.

Hay calizas muy duras que requieren para su extraccin, usar explosivos y en su trituracin se requieren varias etapas, antes de pasar a la pre-homogenizacin y molienda.

En el caso de la extraccin de la Creta no requiere de explosivos, la trituracin y molienda es fcil, por lo que se requiere de bajo costo econmico.

COMPOSICIN D E L C L I N K E R Para el componente arcilloso, pueden usarse : areniscas, cuarcitas, diatomceas, que son ricas en silicio y aluminio en un 44 a 58%. Las margas son rocas sedimentarias, compuestas de material calcreo y arcilloso, su composicin puede variar, as como su color varia desde: amarillo verdoso, gris azulado, gris oscuro dependiendo del material arcilloso que contenga. Las arcillas contienen silicio, por ejemplo: feldespatos (66%), cuarzos (26%), micas (8%).

1

05/11/2013

FACTORES QUE AFECTAN LA FABRICACIN DEL CLINKER

Composicin mineralgica de la materia prima.

Grado de cristalinidad Tamao del grano

Naturaleza y extensin del material cementante.

Composicin qumica e impurezas.

Grado de compacidad (dureza, porosidad, resistencia la compresin en fri, etc).

QUE E S E L C L I N K E R ? ? El clinker portland o cemento bruto, se forma

tras calcinar la caliza y la arcilla, a una temperatura que est entre 1350 y 1450C.

El clinker es el producto del horno, que se muele para fabricar el cemento portland, el promedio del dimetro de las partculas, de un cemento tpico, es aproximadamente 15 micrmetros.

Hay 4 compuestos principales en el cemento portland, que totalizan el 90% del peso del cemento. 40-60% Silicato triclcico, 20-30% Silicato diclcico, 7-14% Alumnate triclcico, 5 a12% Ferritoaluminato tetraclcico.

s El cl inker

A)mac*i de clmh.tr

COMO S E F O R M A E L C E M E N T O P O R T L A N D ?

El cemento portland se obtiene con la mezcla del clinker, con el yeso (u otro retardante de fraguado) estos aditivos se dosifican segn el uso que vaya a tener el cemento. El clinker de alumnate calcico se usa menos, es mucho menos habitual, debido a que acarrea muchos problemas como los siguientes: gran calentamiento, aluminosis, reacciona con el agua salada, etc.

MAJEfttAPRIMAV fORRCOE H O M O G E N C M Z A C I N P R E C A L E N T A M I E K T O

MOLINO PC

II II t l TRITURACIN 2 I UOUEHDA 3 ! TORRE DE

PRECALENTAMEIJ IO Y IIOIIHO

DCCIINKEN CEMENTO

TERMINAL MAKTTIUO

II II * IFNFHWMSHTO 5 MOt t Mil (DESPACHO

DE CLINKER DE CEMENTO

2.3 METODOS DE O B T E N C I O N D E L C E M E N T O

El proceso de fabricacin del cemento se inicia con la explotacin de los yacimientos de materia prima, en tajo abierto.

El material resultante de la voladura, es transportado en camiones para su trituracin, los mismos que son cargados mediante palas, o cargadores frontales de gran capacidad

La trituracin de la roca, se realiza en dos etapas, inicialmente se procesa en una chancadora primaria, del tipo cono que puede reducirla de un tamao mximo de 1.5 m hasta los 25 cm

1

05/11/2013

METODOS DE OBTENCION DEL CEMENTO

El material se deposita en una rea de almacenamiento, luego se verifica su composicin qumica, y se pasa a la trituracin secundaria, reducindose su tamao hasta 2 mm aproximadamente.

El material triturado se lleva por cintas transportadoras, depositndose en el rea de materias primas.

La siguiente etapa comprende la molienda, por . molinos de bolas o por prensas de rodillos, que

le dan al material una gran finura.

METODOS DE OBTENCION DEL CEMENTO

La seleccin de los materiales, es de acuerdo al diseo de la mezcla del material crudo, se ingresa al horno, para tener las mejores caractersticas. La harina cruda es introducida por un sistema de transporte neumtico y es debidamente dosificada a un intercambiador de calor, por suspensin de gases de varias etapas. Se pre-calcina de 950 a 1100C, antes de entrar al horno rotatorio se desarrollan las restantes reacciones fsicas y qumicas que dan lugar a la formacin del clinker.

1

05/11/2013

MTODOS DE OBTENCIN DEL CEMENTO

El homo est constituido por un tubo cilindrico de acero con longitudes de 40 a 60 m y con dimetros de 3 a 6 m, que es revestido interiormente con materiales refractarios, en el horno la temperatura es de 1500 a 1600C.

Las reacciones para clinkerizado se producen a 1450C, luego pasa a un proceso de enfriamiento rpido, con enfriadores de parrilla, finalmente se transporta a un rea de almacenamiento.

METODOS DE OBTENCION DEL CEMENTO

El clinker obtenido es transportado a un molino de bolas, de circuito cerrado o a unas prensas de rodillos, con separadores neumticos, para tener partculas muy finas.

Luego es transportado por medios neumticos, a los silos donde esta listo para ser despachado, en bolsas de 50 Kg o bien a como granel.

2.4 M E T O D O DE O B T E N C I O N DE LA C A L

La cal es el producto que se obtiene calcinando la piedra caliza, por debajo de la temperatura de descomposicin del xido de calcio.

En ese estado se denomina cal viva (xido de calcio), se apaga sometindola al tratamiento de agua y se le llama cal apagada (hidrxido de calcio).

Los procesos para la obtencin de la cal, son: extraccin, trituracin, calcinacin, enfriamiento, inspeccin, cribado, trituracin y pulverizacin, hidratacin, envase y embarque.

1