Quimica del cemento

QUÍMICA DEL CEMENTO.
Se denomina cemento a un conglomerante hidráulico que, mezclado con agregados pétreos (árido grueso o grava, más árido fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece al reaccionar con el agua, adquiriendo consistencia pétrea, denominado hormigón o concreto. Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil, suprincipal función la de aglutinante.
COMPONENTES – MATERIAS PRIMAS.
Los componentes del cemento según su utilidad, su principal componente es la caliza (CaCO3), hierro, aluminio y silicio.
Caliza: De ella se extrae principalmente la Cal, el cual es una especie de aglomerante (Mortero de Cal).
Las reacciones q hacen posible esta propiedad son:
CaCO3 calor(100°C) CaO+CO2 (Cocción de la cal) lacaliza se descompone
CaO+H2O Ca(OH)2 (Apagado de la cal) Absorben agua=lechada de cal + 280cal/gr
Ca(OH)2+CO2 CaCO3+ H2 (Carbonatación o endurecimiento) petrificación del hidróxido de Ca

Sílico: Se presenta como cuarzo (poco reactiva) principalmente como SiO2, es un material resistente (ácidos) e insoluble en el agua.
A altas temperaturas reacciona conhidróxidos (K,Na) produciendo una sustancia soluble en agua q al reaccionar con la cal produce sustancias coloidales las cuales gracias a sus propiedades ayudan al endurecimiento hidráulico.
Aluminio: Se encuentra principalmente en la arcilla en forma de Al2O3.al igual que el silicio forma una especie de gel (coloide) al reaccionar con la cal y agua.
Hierro: (Fe2O3) Presente en la naturaleza comoorín. Su principal función es la de “fundente”; es decir, permite que las reacciones químicas se den a menores temperaturas que las requeridas.
PROCESOS DE FABRICACIÓN:
Existe una gran variedad de cementos según la materia prima base y los procesos utilizados para producirlo, que se clasifican en procesos de vía seca y procesos de vía húmeda.
El proceso de fabricación del cemento comprende cuatroetapas principales:

1. Extracción y molienda de la materia prima.- La materia prima para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso) se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la dureza y ubicación del material, se aplican ciertos sistemas de explotación y equipos. Una vez extraída la materia prima es reducida a tamaños que puedan ser procesados por losmolinos de crudo.

2. Homogeneización de la materia prima.- La etapa de homogeneización puede ser por vía húmeda o por vía seca, dependiendo de si se usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales. En el proceso húmedo la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de homogeneización y de allí hasta los hornos en donde se produce el clínker a temperaturas superiores a los 1500°C. En el proceso seco, la materia prima es homogeneizada en patios de materia prima con el uso de maquinarias especiales. En este proceso el control químico es más eficiente y el consumo de energía es menor, ya que al no tener que eliminar el agua añadida con el objeto de mezclar los materiales, los hornos son más cortos y el clínker requiere menos tiempo sometido a las altas temperaturas.

3.Obtención del clínker.- es una mezcla de cal, sílice acompañado de oxido férrico y alúmina que permitirán que los dos primeros componentes puedan combinarse y formar principalmente Silicato Tricálcico (C3S=3CaO.SiO2). No se presenta en forma líquida, sino que en los hornos al someterlos a temperaturas de 950 a 1,100°C toma una consistencia pastosa y que al enfriarse se vuelven compactos.

4.Molienda del Cemento.- El clínker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de homogeneización, es luego molido con pequeñas cantidades de yeso para finalmente obtener cemento.

REACCIÓN DE LAS PARTÍCULAS DE CEMENTO CON EL AGUA
a) Periodo inicial: las partículas con el agua se encuentran en estado de disolución, existiendo una intensa reacción exotérmica inicial....