sábado, 28 de junio de 2008

CEMENTO

HISTORIA DEL CEMENTO
400 A.C.
Los Romanos usaban una ceniza volcánica llamada puzolana como cementante natural, proveniente del monte Vesuvio. Vitruvius señala que para fabricar el mortero se necesitan 2 partes de puzolana por una parte de cal, grasa de animales, leche y sangre. Todavía existen ruinas de estructuras construidas con este cemento romano.
1756 Un ingeniero brtitánico John Smeaton descubre nuevamente el cemento romano. Al hacer uso de su descubrimiento, reconstruye el faro Eddystone, en Cornwall, Gales, Reino Unido en 1759, mismo que permanecería de pie por 126 años.
1779 Bry Higgins registra una patente de un cemento hidráulico, llamado estuco, para uso en acabados exteriores.
1796 James Parker patenta un cemento hidráulico producido al calcinar módulos de cal impuros que contienen arcilla, el cual se denomina Cemento Parker o Cemento Romano.
1822 James Frost de Inglaterra prepara una cal artificial denominado Cemento Británico.

1824 El maestro de obras Joseph Aspdin patenta la fórmula de cemento, al quemar polvo fino de gis con arcilla en un horno de cal hasta que el dióxido de carbono era retirado. El producto obtenido fue denominado cemento Portland, ya que su color le recordaba el de la piedra de Portland.
<<< El de la imagen es Josph Aspadin>>>>
1828
Se lleva a cabo el primer uso de ingeniería del cemento Portland en el túnel bajo el río Tamesis, en Londres, Gran Bretaña. En una ocasión que el techo del túnel había colapsado, se vertieron toneladas del cemento de Aspdin en el río, lo que selló la fractura y permitió la extracción del agua

1840 El hijo de Joseph Aspdin funda con otros socios la empresa "Robins, Maude and Aspdin" en Northfleet Creek, en Kent, Reino Unido. En la actualidad todavía se puede visitar el horno de cemento más viejo sobreviviente en el mundo, el cual fue abierta al público por sus actuales propietarios: Blue Circle industries.
1848 El cemento acaparó la atención pública cuando existió una rivalidad publica entre Aspdin y la compañía JD White and Sons, adquirida fundada por J Bazley White en 1834. Las continuas fallas del cemento romano permitieron mostrar las bondades del cemento portland. Gracias a la fábrica JD White and Sons el cemento obtuvo su más grande expansión tanto en Inglaterra, como en Bélgica y Alemania.
1849 Pettenkofer y Fuches llevan a cabo el primer análisis químico del cemento portland

1859 - 1867 El sistema de alcantarillado de Londres, Reino Unido se construye usando cemento portland.
1887 Henri Le Chatelier establece los porcentajes de óxidos y compuestos necesarios para preparar el cemento portland. Nombró a los componentes como Alita, Belita y Celita.
1889 Se construye el primer edificio y el primer puente de concreto reforzado
1893 Michaelis desarrolla una nueva teoría de fraguado al criticar los trabajos de Le Chatelier. Las dos teorías generadas, la coloide y el cristaloide son la base de las teorías actuales de hidratación.
1900 Se estandarizan las pruebas para el cemento.
1927 Eugene Freyssinet inventa el concreto pre - esforzado.

¿QUE ES EL CEMENTO?
Es una sustancia de polvo fino hecha de argamasa de yeso capaz de formar una pasta blanda al mezclarse con el agua y que se endurece espontáneamente en contacto con el aire.
Su uso está muy generalizado, siendo su principal función la de aglutinante

En el Perú: la fabricación del cemento se remonta a 1916 al constituirse la CIA Peruana de cemento Pórtland, hoy ”Cementos Lima”.

TIPOS DE CEMENTOS:
PÓRTLAND:
Cemento hidráulico producido mediante la pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o mas de las formas de sulfato de calcio como una adición durante la moliendaFue inventado en 1824 en Inglaterra por el constructor Joseph Aspdin. El nombre se debe a la semejanza en su aspecto con las rocas encontradas en la isla de Pórtland, una isla del condado de Dorset.
El cemento tiene una composición del tipo:
• 64% óxido de calcio
• 21% óxido de
• 5,5% óxido de aluminio
• 4,5% óxido de hierro
• 2,4% óxido de magnesio
•1,6% sulfatos
• 1% otros materiales, entre los cuales principalmente agua.
TIPOS DE CEMENTO PORTLAND:
-Tipo I : Es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo.(Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales)
Libera mas calor de hidratación que otros tipos de cemento.
-Tipo II : Moderada resistencia a los sulfatos, es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación.(Puentes, tuberías de concreto)
-Tipo III : Alta resistencia inicial, como cuando se necesita que la estructura de concreto reciba carga lo antes posible o cuando es necesario desencofrar a los pocos días del vaciado.
-Tipo IV : Se requiere bajo calor de hidratación en que no deben producirse dilataciones durante el fraguado.
-Tipo V : Usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias).

PUZOLANICO
El Cemento Puzolánico es una mezcla de Cemento Pórtland y puzolanas naturales o artificiales (materiales silíceos o alumino-silíceos los cuales por sí solos poseen poco valor cementante, pero cuando se han dividido finamente y están en presencia de agua reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio a temperatura ambiente para formar compuestos con propiedades cementantes) en proporción del 15 al 40%, según sea la más conveniente.De mayor resistencia a los agentes químicos, se caracteriza por desarrollar menos calor al fraguar, tener menor dilatación y ser más impermeable que el Cemento Portland, disminuyendo la exhudación y segregación.

CEMENTOS ESPECIALES
-Cemento Pórtland Blanco
-Cemento de Albañilería
-Cementos Aluminosos
-Cementos Compuestos

PROCESO DE OBTENCION

Extracción de canteras:

Trituración y molienda de la materia

Las principales materias primas son silicatos y aluminatos de calcio, que se encuentran bajo la forma de calizas y arcillas explotadas de canteras, por lo general ubicadas cerca de las plantas de elaboración del clinker y del cemento. Otras materias primas son minerales de fierro (hematita) y sílice, los cuales se añaden en cantidades pequeñas para obtener la composición adecuada.

Homogeneización y mezcla de la materia prima
Luego de triturarse la caliza y arcilla en las canteras mismas, de las cuales se la transporta a la planta de procesamiento, se le mezcla gradualmente hasta alcanzar la composición adecuada, dependiendo del tipo de cemento que se busque elaborar, obteniéndose el polvo crudo.

Calcinación del polvo crudo: obtención del clinker
Una vez homogeneizado el polvo crudo, se procede a calcinarlo en hornos que funcionan a altas temperaturas (hasta alcanzar los 1450 grados centígrados), de modo que se “funden” sus componentes y cambia la composición química de la mezcla, transformándose en clinker. **la imagen muestra un horno**

Transformación del clinker en cemento Posteriormente el clinker se enfría y almacena a cubierto, y luego se le conduce a la molienda final, mezclándosele con yeso (retardador del fraguado), puzolana (material volcánico que contribuye a la resistencia del cemento) y caliza, entre otros aditivos, en cantidades que dependen del tipo de cemento que se quiere obtener. Como resultado final se obtiene el cemento.

Ensacado:

Tipos de fabricación
Existen dos procesos de producción: i) fabricación por vía seca y ii) fabricación por vía húmeda.
En la fabricación seca, una vez que las materias primas han sido trituradas, molidas y homogeneizadas pasan a un horno que alcanza temperaturas de 1,400 grados centígrados, obteniéndose de este modo el clinker. Seguidamente, se deja reposar el clinker por un periodo de entre 10 y 15 días para luego adicionarle yeso y finalmente triturarlo para obtener cemento. En la fabricación por vía húmeda, se combinan las materias primas con agua para crear una pasta que luego es procesada en hornos a altas temperaturas para producir el clinker. En el Perú, la mayor parte de las empresas utilizan el proceso seco, con excepción de Cementos Sur, que utiliza la fabricación por vía húmeda, y Cementos Selva que emplea un proceso semi-húmedo.

ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO
El cemento es una sustancia particularmente sensible a la acción del agua y de la humedad, por lo tanto para salvaguardar sus propiedades, se deben tener algunas precauciones muy importantes: Inmediatamente después de que el cemento se reciba en el área de las obras si es cemento a granel, deberá almacenarse en depósitos secos, diseñados a prueba de agua, adecuadamente ventilados y con instalaciones apropiadas para evitar la absorción de humedad. Si es cemento en sacos, deberá almacenarse sobre parrillas de madera o piso de tablas.

LA FABRICACION DEL CEMENTO Y LA CONTAMINACION AMBIENTAL:

Las plantas de cemento pueden tener impactos ambientales positivos en lo que se relaciona con el manejo de los desechos, la tecnología y el proceso son muy apropiados para la reutilización o destrucción de una variedad de materiales residuales, incluyendo algunos desperdicios peligrosos. Asimismo, el polvo del horno que no se puede reciclar en la planta sirve para tratar los suelos, neutralizar los efluentes ácidos de las minas, estabilizar los desechos peligrosos o como relleno para el asfalto.
Los impactos ambientales negativos de las operaciones de cemento ocurren en las siguientes áreas del proceso: manejo y almacenamiento de los materiales (partículas), molienda (partículas), y emisiones durante el enfriamiento del horno y la escoria (partículas o "polvo del horno", gases de combustión que contienen monóxido y dióxido de carbono, hidrocarburos, aldehídos, cetonas, y óxidos de sulfuro y nitrógeno). Los contaminantes hídricos se encuentran en los derrames del material de alimentación del horno (alto pH, sólidos suspendidos, sólidos disueltos, principalmente potasio y sulfato), y el agua de enfriamiento del proceso. El escurrimiento y el líquido lixiviado de las áreas de almacenamiento de los materiales y de eliminación de los desechos puede ser una fuente de contaminantes para las aguas superficiales.

FABRICAS DE CEMENTO EN EL PERU:
Ø Cementos Lima

Ø Cementos Pacasmayo
Ø Cementos Yura
Ø Cemento Andino
Ø Cementos Sur