Cemento

1. EL CEMENTO

Se denomina cemento a un aglutinante o aglomerante hidráulico que, mezclado con agregados pétreos (árido grueso o grava más árido fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme, manejable y plástica capaz de fraguar y endurecer al reaccionar con el agua y adquiriendo por ello consistencia pétrea, el hormigón o concreto. Su uso está muy generalizado, siendo su principal funciónla de aglutinante.
Existen una gran variedad de cementos, las cuales son elaboradas generalmente de una mezcla de piedra caliza quemada, hierro, silicio y aluminio, y considerando sus fuentes más propicias para su obtención, el barro, piedra caliza, esquisto y mineral de hierro. Una vez hecha la mezcla se mete en un horno para secar y ser pulverizada hasta convertirse en polvo.
Una vez que elagua y el cemento se unen y forman el cementante se inician una seria de reacciones químicas denominadas hidratación del cemento. Con estas manifestaciones pasan a un proceso en donde comienza a forma un sólido rígido, y adquisición de resistencia mecánica del producto.
Aun cuando la hidratación del cemento sea un proceso muy complejo, existen simplificaciones que permiten interpretar el fenómenolos efectos en el concreto, dando lugar a las cuatro principales compuestos que interactúan en estos tipos de cementos.

2. SUSTANCIAS EN LA ELABORACIÓN DEL CEMENTO
Los elementos minerales principales que debe contener la materia prima son: el óxido de calcio (CaO), el dióxido de silicio (SiO2), el óxido de aluminio (Al2O3), y el oxido de fierro (Fe2O3), los cuales tienen que estarrelacionados entre sí en proporciones pre-establecidas, con el objeto de dar determinadas características al clincker.
Estos elementos pueden provenir de diferentes minerales, como por ejemplo: la caliza aporta el CaO, la arcilla aporta el SiO2 y el Al2O3, la pirita o hematita aporta el Fe2O3, teniendo que proceder a mezclarlos previamente o de una caliza que contenga todos estos elementos en lasdebidas proporciones.

El clinker
El clínker es la pieza clave en el proceso de la elaboración del cemento. La arcilla y la caliza molidas entran en el gran horno cilíndrico y rotatorio de 78 metros de longitud y circulan por el mismo a una temperatura de 1.450 grados hasta que se funden en lo que se denomina la clinkerización. Una vez enfriado, el material sólido (clínker) se muele y tras sermezclado con yeso y con otros productos, como escoria de altos hornos o cenizas de térmicas, según el modelo que se quiera hacer, se obtiene el producto final: el cemento.
El clincker está compuesto por:

• Silicato tricálcico : de 40 a 60%
• Silicato bicálcico : de 20 a 30%
• Aluminato tricálcico: de 7 a 14%
• Ferrito aluminato tetracálcico: de 5 a 12%.

El aluminato tricalcioreacciona con el agua de inmediato, por eso , al hacer cemento, éste fragua rápidamente. Para impedirlo se le agrega yeso; éste reacciona con el aluminato produciendo etringita 1 o sal de Candlor (sustancia dañina para el cemento). Por lo general el curado se efectúa dentro de 28 días, aunque su resistencia en aumenta después de ese tiempo.

Reacciones de formación del clinker
Las reacciones dela formación del clinker, por fases de temperatura, son:
de 1.000 a 1.100 °C
3CaO+Al2O3 → 3CaOAl2O3
2CaO+SiO2 → 2CaOSiO2
CaO+Fe2O3 → CaOFe2O3
de 1.100 a 1.200 °C
CaOFe2O3+3CaOAl2O3 → 4CaOAl2O3Fe2O3
de 1.250 a 1.480 °C
2CaOSiO2+CaO → 3CaOSiO2
La composición final será de:
 51% 3CaOSiO2
 26% 2CaOSiO
 11% 3CaOAl2O3
 12% 4CaOAl2O3Fe2O3

Reacciones de hidratación
Las reacciones dehidratación, que forman el proceso de fraguado son:
2(3CaOSiO2) + (x+3)H2O → 3CaO2SiO2xH2O + 3Ca(0H)2
2(2CaOSiO2)+ (x+1)H2O → 3CaO2SiO2xH2O + Ca(0H)2
2(3CaOAl2O3)+ (x+8)H2O → 4CaOAl2O3xH2O + 2CaOAl2O38H2O
3CaOAl2O3 + 12H2O + Ca(0H)2 → 4CaOAl2O313H2O
4CaOAl2O3Fe2O3 + 7H2O → 3CaOAl2O36H2O + CaOFe2O3H2O

 
3. TIPOS DE CEMENTO
Se pueden establecer dos tipos básicos de cemento:
a) base...