Producción de cemento incluyendo vídeo.

La definición de cemento que figura en la Norma IRAM 50000 dice:

"Conglomerante hidráulico obtenido como producto en una fábrica de cemento, que contiene al clínker portland como constituyente necesario. Es un material inorgánico finamente dividido que, amasado con agua, forma una pasta que fragua y endurece en virtud de reacciones y procesos de hidratación y que, una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad incluso bajo el agua".

Y en la misma Norma se da la definición de clinker de cemento portland:

"Producto que se obtiene por cocción hasta fusión parcial (clinquerización) de mezclas íntimas, denominadas crudos, preparadas artificialmente y convenientemente dosificadas a partir de materias calizas y arcillas, con la inclusión de otros materiales que, sin aportar elementos extraños a los de composición normal del cemento, facilitan la dosificación de los crudos deseada en cada caso".

El componente hidráulico por excelencia es el silicato tricálcico (SC3), en el cual el dióxido de silicio se presenta combinado con la máxima cantidad posible de óxido de calcio.

La proporción estequiométrica es 73,7 % CaO y 26,3 % SiO2 . Pero este compuesto es estable únicamente por debajo de 700 ºC o entre 1250 º C y 1900 ºC [Fig. 1]. Por debajo de 1250 ºC, el estado puro se descompone lentamente en silicato bicálcico + óxido de calcio. Esta tensión positiva de disociación es aumentada por la presencia de silicato bicálcico formado.

Por sobre 1250 ºC la formación de silicato tricálcico se cumple sólo muy lentamente. Para que esta reacción se desarrolle a una velocidad compatible con un proceso industrial, se debe incorporar al sistema una fase líquida en el intervalo de temperaturas en que el silicato tricálcico es estable, que disolviendo el SiO2 y el CaO transforme la reacción de estado sólido a estado líquido y, alcanzada la combinación, enfriar rápidamente el magma por debajo de 700º C para que el silicato tricálcico formado, cristalice como Alita sin descomponerse.

La alúmina (Al2O3) y el óxido férrico (Fe2O3 ) que se combinan con el óxido de calcio (CaO) para formar aluminato de calcio con punto de fusión 1455 ºC y ferroaluminato de calcio con punto de fusión 1338º C, conforman el medio líquido apto para acelerar la reacción buscada entre el dióxido de silicio y el óxido de calcio.

La presencia de magnesio y álcalis, como componentes menores en los minerales tratados, da lugar a la formación de eutécticos de menor punto de fusión que favorecen el proceso.

La libertad en este esquema de reacciones no es absoluta. La cantidad de fase líquida aceptable está limitada por el porcentaje de aluminato y ferroaluminato de calcio admisibles en el cemento final, ya que los aluminatos de calcio son los componentes más susceptibles a los medios agresivos con que puede entrar en contacto el hormigón, mientras que los ferroaluminatos no le confieren gran resistencia mecánica al cemento.

Además, durante el proceso de reacción en el horno, la plasticidad de la mezcla semifundida tiene que ser controlada a fin de que puedan formarse los gránulos de clinker durante la rotación del horno, sin que por ello se adhiera al revestimiento refractario mayor cantidad de material que la necesaria para formar un encostre protector del mismo. Cuando la cantidad de fase líquida aumenta incontrolablemente, el horno se recubre interiormente con un revestimiento cada vez más grueso que puede llegar a formar anillos obstructores.




En este enlace se puede ver con unas animaciones las distintas fases en la producción de cemento.

Y en el vídeo siguiente un fragmento de un documental sobre la producción de cementos.