Cemento Portland

Cemento Portland

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Cemento Portland
El cemento Portland es un conglomerante o cemento hidráulico que cuando se mezcla con áridos, agua y fibras de
acero discontinuas y discretas tiene la propiedad de conformar una masa pétrea resistente y duradera denominada
hormigón. Es el más usual en la construcción y es utilizado como aglomerante para la preparación del hormigón (en
Hispanoaméricaconcreto). Como cemento hidráulico tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia de agua,
al reaccionar químicamente con ella para formar un material de buenas propiedades aglutinantes.
Fue inventado en 1824 en Inglaterra por el constructor Joseph Aspdin. El nombre se debe a la semejanza en aspecto
con las rocas que se encuentran en la isla de Pórtland, en el condado de Dorset. Adiferencia de lo que muchos creen,
su origen no está relacionado con Portland, Oregón, EE. UU..

Fabricación del cemento Portland
La fabricación del cemento Portland se da en tres fases:
• preparación de la mezcla de las materias primas,
• producción del clinker y
• preparación del cemento.
Las materias primas para la producción del portland son minerales que contienen:
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óxidode calcio (44 %),
óxido de silicio (14,5 %),
óxido de aluminio (3,5 %),
óxidos de hierro (3 %)
óxido de manganeso (1,6 %).

La extracción de estos minerales se hace en canteras, que preferiblemente deben estar próximas a la fábrica. Con
frecuencia los minerales ya tienen la composición deseada; sin embargo en algunos casos es necesario agregar
arcilla, o bien carbonato de calcio, o bienminerales de hierro, bauxita, u otros minerales residuales de fundiciones.
La mezcla es calentada en un horno
especial, con forma de un gran cilindro
(llamado
kiln)
dispuesto
casi
horizontalmente, con ligera inclinación, que
rota lentamente. La temperatura aumenta a
lo largo del cilindro hasta llegar a unos
1400 °C, que hace que los minerales se
combinen pero sin que se fundan ovitrifiquen.

Esquema de un horno.

En la zona de menor temperatura, el carbonato de calcio (calcáreo o caliza) se disocia en óxido de calcio y dióxido
de carbono (CO2). En la zona de alta temperatura el óxido de calcio reacciona con los silicatos y forma silicatos de
calcio (Ca2Si y Ca3Si). Se forma también una pequeña cantidad de aluminato tricálcico (Ca3Al) y ferroaluminato
tetracálcico(Ca4AlFe). El material resultante es denominado clínker. El clínker puede ser conservado durante años
antes de proceder a la producción del cemento, con la condición de que no entre en contacto con el agua.[1]
La energía necesaria para producir el clínker es de unos 1700 julios por gramo, pero a causa de las pérdidas de calor
el valor es considerablemente más elevado. Esto comporta una gran demanda deenergía para la producción del
cemento y, por tanto, la liberación de gran cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, un gas de efecto
invernadero.

Cemento Portland
Para mejorar las características del producto final al clínker se agrega aproximadamente el 2 % de yeso (aljez) y la
mezcla es molida finamente. El polvo obtenido es el cemento preparado para su uso.
El cemento obtenidotiene una composición del tipo:
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64 % óxido de calcio
21 % óxido de silicio
5,5 % óxido de aluminio
4,5 % óxidos de hierro
2,4 % óxido de magnesio
1,6 % sulfatos
1 % otros materiales, entre los cuales principalmente agua.

Cuando el cemento Portland se mezcla con agua se obtiene un producto de características plásticas con propiedades
adherentes que solidifica enalgunas horas y endurece progresivamente durante un período de varias semanas hasta
adquirir su resistencia característica. El endurecimiento inicial es producido por la reacción del agua, yeso y
aluminato tricálcico, formando una estructura cristalina de calcio-aluminio-hidrato, estringita y monosulfato.
El sucesivo endurecimiento y el desarrollo de fuerzas internas de tensión derivan de la...