concreto




FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL



CURSO: QUIMICA


TEMA: CEMENTO


CAPÍTULO:

FRABRICACION DEL CEMENTO Y COMPONENTES



INTEGRANTE:





AÑO: 2014


FABRICACION 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:
óxido de 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 estarpróximas 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 bien minerales 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 más de 1400 °C, que hace que los minerales se combinen pero sin que se fundan o vitrifiquen.
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 yforma 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 unos1700 julios por gramo, pero a causa de las pérdidas de calor el valor es considerablemente más elevado. Esto comporta una gran demanda de energía 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.
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 obtenido tiene una composición del tipo:
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.
El endurecimiento inicial es producido por la reaccióndel 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 reacción más lenta del agua con el silicato tricálcico formando una estructura amorfa llamada calcio-silicato-hidrato. En ambos casos, las estructuras que se forman envuelven y fijan losgranos de los materiales presentes en la mezcla. Una última reacción produce el gel de sílice (SiO2). Las tres reacciones generan calor.
Con el agregado de materiales particulares al cemento (carbonato de calcio (calcáreo)) o cal) se obtiene el cemento plástico, que fragua más rápidamente y es más fácilmente trabajable. Este material es usado en particular para el revestimiento externo de edificios.La calidad del cemento Portland deberá estar de acuerdo con la norma ASTM C 150.
Reacciones de formación del clínker
Las reacciones de la formación del clínker, por fases de temperatura, son:
de 1000 a 1100 °C
3 CaO + Al2O3 → 3 CaOAl2O3 
2 CaO + SiO2 → 2 CaOSiO2 
CaO + Fe2O3 → CaOFe2O3
de 1100 a 1200 °C
CaOFe2O3 + 3 CaOAl2O3 → 4 CaOAl2O3Fe2O3
de 1250 a 1480 °C
2 CaOSiO2 + CaO → 3...